Il calore in fisica

IL CALORE IN FISICA

La termologia e la termodinamica sono delle scienze che si occupano degli effetti che la temperatura può avere sui corpi (ad esempio cambiarne lo stato).
Il calore è una forma di energia che da un corpo passa ad un altro.

Il primo fisico a darne una definizione completa (assumendo che il calore è energia) e a farne delle considerazioni fu nell’800 Joule, prima si pensava che fosse una specie di sostanza immateriale che da un corpo veniva passata all’altro.
L’esperimento che portò Joule ai suoi risultati fu la costruzione di un calorimetro: un contenitore con all’interno dell’acqua, due pesetti della stessa massa collegati con dei cavi a un perno, a sua volta collegato con delle eliche, che con il loro movimento (salita e discesa) fanno girare di moto rotatorio le eliche. Quindi la forza meccanica fa girare le eliche e dal loro moto la temperatura dell’acqua aumentava.

Il calore: definizione e formule

MISURA DEL CALORE

Energia Meccanica - Energia cinetica
L’unità di misura dichiarata da Joule è la caloria:
1 cal = 4,187 J
Una caloria è esattamente il calore (la quantità di energia) che serve per scaldare di un grado un grammo di acqua, da 14,5°C a 15,5°C.
Il calore può essere ricevuto tramite il contatto con un corpo più caldo, l’energia passa sempre dal corpo con temperatbura maggiore al corpo con temperatura  minore. Un corpo scalda l’altro perché ha una temperatura maggiore e non per la sua energia interna (se le molecole sono biatomiche, ovvero girano in più versi, avranno più energie che convergono a formare la loro energia interna).

Il calore e la temperatura: riassunto

TEMPERATURA E CALORE FISICA

Il calore o l’energia che accumulo o perdo è sempre in proporzione alla temperatura che ricevo o perdo.
ΔE = C Ù  ΔT
ΔE è l’energia persa o acquistata che è in proporzione con la temperatura;
ΔT è la temperatura (se varia la temperatura varia anche la mia energia);
C è la capacità termica, ovvero la quantità di energia che serve per aumentare di 1 grado K, 1 Kg di una certa sostanza. C si misura in [J/K].
La capacità termica dipende da due fattori:
1.    La massa del corpo;
2.    La sostanza di cui è costituito (se aumento le temperature di un pezzo di pane e del ferro otterrò energie diverse).
    C = c Ù  m
c è il calore specifico che ogni corpo possiede (dipende dalla sostanza di cui il corpo è costituito) e si misura in [J/(KgÙ K)] oppure in [cal/(gÙ °C)].
[cal/(gÙ °C)] Ù  4186 = [J/(KgÙ K)]
c dell’acqua vale 4186 [J/(KgÙ K)]. Nel grafico che mostra come varia c al variare della temperatura (variazione abbastanza irrilevante), c si abbassa più ci si avvicina a 35°C e si alza verso i 100°C. se si fa una media risulta che c = 4,186 che corrisponde alla temperatura di 14,5 °C.
c è una grandezza che ogni corpo possiede, è una forma di energia, l’energia che aumenta di 1 grado K 1 Kg di una certa materia.