IL CALORE
Antonio Ballarin Denti
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CALORE E LAVORO
Se la T è un indicatore macroscopico dell’energia cinetica
molecolare e se due corpi con T diversa, messi a contatto,
raggiungono un equilibrio termico  possiamo dire che:
Il calore è trasferimento di energia tra due
corpi che si trovano inizialmente a T diverse
CALORE e LAVORO sono due forme di energia IN TRANSITO
“Il calore trasmesso da un corpo a T maggiore e il
lavoro compiuto da una forza esterna sono due
modi per aumentare l’energia interna di un corpo”
CAPACITÀ TERMICA E CALORE SPECIFICO
DEF: La capacità termica di un corpo è l’energia necessaria
per aumentare di 1K (o di 1°C) la sua temperatura
Vale la relazione
Calore specifico:
Capacità termica di una massa unitaria
Massa del corpo
DEF:
Calore specifico:
Capacità termica di una massa unitaria
cacqua
1,000
0,997
15
35
65
°C
L’energia necessaria per aumentare la T
di un corpo è direttamente proporzionale a :
- IL SUO CALORE SPECIFICO
- LA SUA MASSA
- IL SALTO DI TEMPERATURA
LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO
Dati 2 corpi di massa m1 e m2 con calori specifici
c1 e c2 e temperature iniziali T1 e T2, (T1 < T2)
Dove T è la temperatura finale, T1 < T < T2
L’energia ceduta dal corpo a T > sarà
la stessa acquistata dal corpo a T <
LA CALORIA
DEF: È la quantità di energia necessaria per aumentare
di 1°C (da 14,5°C a 15,5 °C) la temperatura di 1 g
di acqua distillata alla pressione di 1,013×105 Pa
(Pressione Atmosferica Standard).
1 cal = 4, 186 J
1 Kcal = 1000 cal = 4186 J
IL POTERE CALORIFICO
DEF: È la quantità di calore (energia) liberata dalla
combustione completa di una massa unitaria
(o V unitario) di combustibile. (J/kg - J/m3)
LA PROPAGAZIONE DEL CALORE
Avviene con tre diversi meccanismi:
1. CONDUZIONE
2. CONVEZIONE
3. IRRAGGIAMENTO
1. CONDUZIONE
Non vi è spostamento di materia, ma solo di energia
Il passaggio di energia attraverso una
parete di area a e spessore L è:
Dove λ è il coefficiente di conducibilità termica
2. CONVEZIONE
È lo spostamento di materia che si ha
nei fluidi con le correnti convettive
3. IRRAGGIAMENTO
È il trasferimento di energia via radiazione elettromagnetica
σ = 5,8 × 10-8 costante di Stefan-Boltzmann
LA COSTANTE SOLARE
È l’intensità della radiazione solare
al confine dell’atmosfera trrestre
S0≈ 1367 W/m2
I CAMBIAMENTO DI STATO
SUBLIMAZIONE
fusione
vaporizzazione
LIQUIDO
SOLIDO
solidificazione
GAS
condensazione
CONDENSAZIONE
Ogni passaggio di stato è accompagnato
da assorbimento o liberazione di energia
e si realizza ad un a data temperatura
DEFINIZIONE
Il calore latente di fusione (o di solidificazione) è la
quantità di energia necessaria a fondere (solidificare)
completamente una massa unitaria di sostanza quando
essa si trova alla temperatura di fusione (solidificazione)
Per la conservazione dell’energia
Lf = Ls
DEFINIZIONE
Il calore latente di vaporizzazione (condensazione) è la
quantità di energia necessaria a vaporizzare (condensare)
completamente una massa unitaria di sostanza
senza variazione di temperatura
Per l’acqua se T < 100°C si parla di evaporazione
Per l’acqua se T = 100°C si parla di ebollizione
Lv = Lc
Se l’evaporazione avviene in un ambiente chiuso,
la pressione della fase gassosa aumenta fino ad un
punto di equilibrio detto pressione di vapore saturo
la pressione di vapore saturo aumenta al crescere di T
Per condensare un vapore si può:
- comprimerlo a T costante
- raffreddarlo a p costante
Per ogni sostanza esiste una T critica, TC, al di sopra
della quale essa può esistere solo allo stato gassoso
Per T > TC si parla di GAS
Per T < TC si parla di VAPORE
UMIDITÀ RELATIVA DELL’ARIA
Si chiama umidità relativa dell’aria il rapporto tra la
pressione effettiva p del vapor d’acqua e la pressione
pH O del vapore saturo dell’acqua a quella temperatura
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