Energia termica e calore: definizione e formule

ENERGIA TERMICA E CALORE

Energia termica e calore. Intro: Fino a pochi decenni fa il calore non era considerato come una forma di energia, ma come fluido calorico.
1°principio e calore: Con il principio di conservazione dell’Energia ci fu una grossa rivoluzione che comportò l’abolizione delle vecchie convinzioni riguardo al concetto di calore; infatti viene considerato come una forma di energia che si può convertire con altre (ad esempio l’energia Termochimica, e-cc...).
Bilanci energetici: Il calore è quell’energia che pareggia i bilanci energetici, che avvengono alla fine di un processo fisico.
Esempio: Se consideriamo il grafico che rappresenta l’andamento dell’energia elastica, notiamo che la fase di ritorno della forza ha un’area inferiore a quella di andata; questo viene chiamato fenomeno di ISTERESI e ci indica che questa energia di scarto (ENERGIA DISSIPATA) tra andata e ritorno non si è dispersa, ma trasformata in calore.
Sistema fisico: Un confine a questo bilancio è il SISTEMA FISICO, inteso come un elemento dotato di un confine o una pelle che unito all’ambiente formerà l’universo.

Energia termica: esempi e definizione

ENERGIA TERMICA FORMULA

Questo sistema è diviso in due parti: sistema chiuso e sistema aperto.
1) Sistema chiuso
Che cos’è? È un sistema in cui la massa rimane sempre la stessa e anche le molecole d’aria.
Il prima e il dopo: prima parlavamo di bilancio energetico; ora questo si trasforma in BILANCIO DELL’ENERGIA TRA DUE STATI: il PRIMA e il DOPO che devono essere fisicamente ben definiti.

Tutte le varie grandezze creano diverse situazioni nel nostro sistema, così possiamo definire uno stato fisico uniforme in modo da avere equilibrio in cui i descrittori formali (temperatura, pressione, ecc…) siano costanti ovunque.

Energia meccanica ed energia termica: esempi

ENERGIA TERMICA DEFINIZIONE SEMPLICE

Eccezione: L’unica eccezione a questo sistema di equilibrio sarà data dal cambiamento di fase (ad esempio dallo stato solido a quello liquido).
Coordinate termodinamiche: Gli stati fisici vengono rappresentati con due coordinate termodinamiche identificate come PRESSIONE e VOLUME SPECIFICO.
Legge di GIBBS: Per tali sistemi chiusi esiste una relazione che viene espressa nella LEGGE DI GIBBS
V = C-F+2
dove C rappresenta il numero di componenti del sistema e F rappresenta il numero delle fasi presenti.
Esempio: Consideriamo un metro cubo d’aria sul quale esercitiamo un lavoro; il gas all’interno del cubo a causa della compressione da noi esercitata emanerà calore all’esterno attraverso le pareti del nostro sistema:  Il lavoro sarà positivo se uscirà dal sistema e il calore sarà positivo se dall’esterno andrà all’interno del sistema e viceversa.

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