TERMOLOGIA
TEMPERATURA
TERMOSCOPIO
MISURA QUANTO UN CORPO SIA PIU' FREDDO O PIU' CALDO RISPETTO AD UN ALTRO
LA SCALA CELSIUS ASSEGNA 0 °C ALLA TEMPERATURA DEL GHIACCIO FONDENTE E 100 °C ALLA TEMPERATURA DELL'ACQUA IN EBOLLIZIONE
IL GHIACCIO FONDENTE E' LO STATO IN CUI IL GHIACCIO SI STA SCIOGLIENDO
L' INTERVALLO TRA LE DUE TEMPERATURE E' DIVISO IN 100 PARTI
MISURA INDIRETTA DELLO STATO DI AGITAZIONE DELLE MOLECOLE DI UN CORPO
SECONDO KELVIN UN CORPO NON PUO' ARRIVARE AL DI SOTTO DEI -273,15 °C
-273,15°C=ZERO ASSOLUTO
LA SCALA KELVIN ASSEGNA IL VALORE 0K ALLO ZERO ASSOLUTO -273,15°C
T (K)=T (°C)+273,15 T (°C)=T (K)-273,15
DILATAZIONE TERMICA
FENOMENO CHE AVVIENE QUANDO VIENE RISCALDATA UNA SOSTANZA
LEGGE DELLA DILATAZIONE TERMICA LINEARE:Variazione di Lunghezza=Coefficiente di dilatazione lineare per la lunghezza iniziale per la variazione di temperatura
Il coefficiente di dilatazione lineare si misura in K alla meno 1
LEGGE DELLA DILATAZIONE TERMICA VOLUMICA:Variazione di volume=Coefficiente di dilatazione volumica per il volume iniziale per la variazione di temperatura
Il coefficiente di dilatazione volumica lo si trova moltiplicando per 3 il coefficiente di dilatazione lineare
Il coefficiente di dilatazione volumica si misura in K alla meno 1
TRA 0 °C E 4 °C L' ACQUA PRESENTA UN COMPORTAMENTO PARTICOLARE
LA DENSITA' AUMENTA AL CRESCERE DELLA TEMPERATURA
LA MASSIMA DENSITA' DELL' ACQUA SI HA VICINO AI 4 °C
d=m/V
QUANDO SI ARRIVA ALLA TEMPERATURA DI 4 °C LE MOLECOLE PRESENTI NELL' ACQUA SI TOCCANO MA SI RESPINGONO ANDANDO A FORMARE DEI RETICOLI E COSI' FACENDO SI VA AD AUMENTARE ANCHE IL VOLUME
CAPACITA' TERMICA
PACITA' TERMICA E' LA QUANTITA' DI CALORE/ENERGIA NECESSARIA PER OTTENERE UNA VARIAZIONE DI TEMPERATURA DI 1 K
C=Q/Variazione di Temperatura
Q>0 quando il calore è fornito al sistema
Q<0 quando il calore è ceduto dal sistema
LA CAPACITA' TERMICA E' SEMPRE POSITIVA:Q>0 SE DELTA T E' POSITIVO E Q<0 SE DELTA T E' NEGATIVO
C=DELTA E/DELTA T
DELTA E>0 quando l'energia è fornita al sistema
DELTA E<0 quando l'energia è ceduta dal sistema
LA CAPACITA' TERMICA E' SEMPRE POSITIVA:DELTA E>0 SE DELTA T E' POSITIVO E DELTA E<0 SE DELTA T E' NEGATIVO
LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA
IL CALORE Q (ENERGIA DELTA E) NECESSARIO PER FAR AUMENTARE LA TEMPERATURA DI UN CORPO E' DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DI TEMPERATURA DELTA T E ALLA MASSA m DEL CORPO:Q=c m DeltaT;Delta E=c m Delta T
MAGGIORE E' IL CALORE SPECIFICO,MAGGIORE E' LA QUANTITA' DI CALORE/ENERGIA CHE DOBBIAMO FORNIRE ALL' UNITA' DI MASSA DI UNA CERTA SOSTANZA PER PRODURRE UN DATO AUMENTO DI TEMPERATURA
PROPAGAZIONE DEL CALORE
LEGGE DI FOURIER
Q=kA(Delta T/L)t
k=costante della conduttività
CONDUTTIVITA' TERMICA
CAPACITA' DI UNA SOSTANZA NEL TRASMETTERE CALORE
CONDUZIONE
FLUSSO DI CALORE CHE AVVIENE DIRETTAMENTE ATTRAVERSO UN MATERIALE
CONDUTTORI:CORPI CHE HANNO UN' ELEVATA CAPACITA' DI TRASMETTER CALORE (METALLO)
ISOLANTI:CORPI NEI QUALI IL CALORE SI PROPAGA CON DIFFICOLTA' (VETRO;LEGNO)
LE MOLECOLE DEI SOLIDI NON SI MUOVONO LIBERAMENTE,MA RIMANGONO SEMPRE ALLINEATE L' UNA ALL' ALTRA.TUTTAVIA VIBRANDO,PER CONTATTO DIRETTO INNESCANO L' AGITAZIONE DELLE MOLECOLE VICINE REALIZZANDO COSI' LA PROPAGAZIONE DEL CALORE
CONVENZIONE
MODALITA' DI PROPAGAZIONE DEL CALORE TIPICA DEI FLUIDI
NEI FLUIDI LA PROPAGAZIONE DEL CALORE PREVEDE IL TRASPORTO DELLE MOLECOLE RISCALDATE DAL BASSO VERSO L' ALTO FACENDO COSI' RISCALDARE IL FLUIDO.QUESTO MOVIMENTO CIRCOLARE VIENE CHIAMATO MOVIMENTO CONVETTIVO
CALORE
FLUSSO CHE AVVIENE DA UN CORPO AD UN ALTRO
QUESTO FLUSSO DOPO UN PO' ENTRA IN UNA SORTA DI EQUILIBRIO:EQUILIBRIO TERMICO
AVVIENE DA PUNTI DI TEMPERATURA PIU' ALTA A PUNTI DI TEMPERATURA PIU' BASSA
PUO' AVVENIRE DA PUNTI DI TEMPERATURA PIU' BASSA A PUNTI DI TEMPERATURA PIU' ALTA TRAMITE LA POMPA DI CALORE
IL PASSAGGIO DI ENERGIA AVVIENE SENZA SPOSTAMENTO DI MATERIA,MA PER GLI URTI TRA LE MOLECOLE VICINE
LA SENSAZIONE DI MAGGIORE O MINORE CALORE CHE PROVIAMO QUANDO TOCCHIAMO UN OGGETTO,PER QUANTO SOGGETTIVA,E' LEGATA AGLI URTI TRA LE MOLECOLE CON LA NOSTRA PELLE
CALORIA
QUANTITA' DI CALORE NECESSARIA PER INNALZARE LA TEMPERATURA DI UN GRAMMO DI ACQUA DISTILLATA DALLA TEMPERATURA DI 14,5 °C ALLA TEMPERATURA DI 15,5 °C
1 Cal=4,186 J
LAVORO MECCANICO
L' ENERGIA TERMICA E' COLLEGATA AL LAVORO
NEL 1850 JOULE DIMOSTRO' L' EQUIVALENZA TRA CALORE E LAVORO MECCANICO CON UN MULINELLO
RISCALDARE COL CALORE:SI HA UN PASSAGGIO DI CALORE QUANDO C'E' UN DISLIVELLO DI TEMPERATURA
RISCALDARE COL LAVORO:L=mgh
SFREGANDO UN PEZZO DI CARTA VETRATA SU UN LISTELLO DI LEGNO,COMPIAMO UN LAVORO:L' ENERGIA IMPIEGATA PRODUCE UN AUMENTO DI TEMPERATURA E L' ENRGIA TOTALE SI CONSERVA
CALORE SPECIFICO
E' LA CAPACITA' TERMICA DI UNA SOSTANZA PER UNITA' DI MASSA
c=C/m
DIPENDE SOLO DAL TIPO DI SOSTANZA E NON DALLA SUA MASA
IL CALORE SPECIFICO DELL' ACQUA E' DI GRAN LUNGA SUPERIORE A QUELLO DI QUALSIASI ALTRA SOSTANZA
PER MISURARLO SI USA IL CALORIMETRO,IL QUALE E' UN CONTENITORE ISOLATO,RIEMPITO D'ACQUA,IN CUI E' INSERITO UN TERMOMETRO
PONIAMO ALL'INTERNO DEL CALORIMETRO UN OGGETTO E VEDIAMO CHE LE TEMPERATURE FINALI DELL'OGGETTO E DELL' ACQUA DIVENTERANNO UGUALI.IL SISTEMA RAGGIUNGE L' EQUILIBRIO TERMICO E L' ENERGIA TOTALE DEL SISTEMA SI CONSERVA
QH20=-Qoggetto
QH20+Qoggetto=0
coggetto moggetto(Teq-Tioggetto)+cH2O mH2O(Teq-TiH20)
coggetto moggetto(Teq-Tioggetto)=-cH2O mH2O(Teq-TH20)
coggetto moggetto(Teq-Tioggetto)=cH2O mH2O(TiH2O-Teq)
coggetto=cH20 mH2O(TiH2O-Teq)/moggetto(Teq-Tioggetto)
SE IL CALORIMETRO NON SCAMBIA CALORE CON L' AMBIENTE,TUTTO IL CALORE CEDUTO DALL' OGGETTO E' ASSORBITO DALL' ACQUA;PER IL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL' ENERGIA:CALORE ACQUISTATO=CALORE CEDUTO
INTENSITA' DI CORRENTE DI CALORE
LA QUANTITA' DI CALORE CHE SCORRE ATTRAVERSO LA SBARRA OGNI SECONDO,CI DA L' INTENSITA' DELLA CORRENTE DI CALORE
Iq=Q/t
PIU' LA DIFFERENZA TRA DUE OGGETTI E' MAGGIORE,PIU' SARA' INTENSA LA CORRENTE DI CALORE
DIPENDE ANCHE DALLA RESISTENZA TERMICA
LA RESISTENZA E' MAGGIORE TANTO PIU' PICCOLA LA SUA SEZIONE
LA RESISTENZA E' MAGGIORE PIU' LUNGO E' IL CONDUTTORE
DIPENDE DAL MATERIALE DEL CONDUTTORE
IRRAGIAMENTO
METODO GRAZIE AL QUALE TUTTI I CORPI EMETTONO UNA CERTA QUANTITA' DI ENERGIA
L' ENERGIA E' IRRADIATA DA UN CORPO SOTTO FORMA DI ONDE ELETTROMAGNETICHE
LUCE VISIBILE
RADIZIONE ULTRAVIOLETTA E INFRAROSSA
LE ONDE ELETTROMAGNETICHE SI POSSONO PROPAGARE NEL VUOTO
NON SERVE UN MEZZO DI PROPAGAZIOE