5. Il calore
7-11. La propagazione del calore
5.7 La propagazione del calore

La propagazione del calore avviene con tre diversi meccanismi:

conduzione

convezione

irraggiamento
5.8 La conduzione

E’ caratteristica dei corpi solidi.

L’energia si propaga attraverso gli urti delle molecole più veloci con
quelle meno veloci, senza che vi sia spostamento di materia.

La rapidità con cui il calore attraversa una parete è direttamente
proporzionale alla differenza di temperatura ΔT e all’area S della
parete, e inversamente proporzionale al suo spessore d:
E
T
S
t
d
λ = coefficiente di conducibilità termica, dipende dal materiale:

λ molto grande
buoni
conduttori (metalli)
buoni
isolanti (vetro, legno, ghiaccio, aria) λ molto piccolo
Sensazione di freddo toccando un metallo (conduttore).
5.9 La convezione

E’ caratteristica dei fluidi (liquidi e gas).

La propagazione del calore è dovuta a un movimento di materia:
ha luogo quando le differenze di densità fra le diverse parti del fluido
(dovute alle differenze di temperatura) generano, per il principio di
Archimede, correnti (correnti convettive) che trasportano il calore
all’interno del fluido.
Esempi.
Pentola piena d’acqua posta sul fuoco
Impianti di riscaldamento a termosifone
5.10 L’irraggiamento






Il calore può propagarsi anche nel vuoto.
Tutti i corpi emettono (e assorbono) radiazioni elettromagnetiche:
esse trasportano energia e, quando assorbite, provocano un aumento
di temperatura.
Quanto più il corpo è caldo, tanta più radiazione emette.
Anche il tipo di radiazione (colore) dipende dalla temperatura
Quantità di energia assorbita dipende dallo stato della superficie:
minima se superficie chiara e lucida, massima se nera.
Esempio.
Serra: materiali (vetro, plastiche)
trasparenti alla radiazione visibile, ma
opachi per le radiazioni infrarosse emesse all’interno.
5.11 L’effetto serra




Su una superficie di 1 m2 di atmosfera arriva ogni secondo un’energia
di 1350 J (costante solare). Di questa energia al suolo ne arriva quasi
la metà; il resto è assorbito dall’atmosfera o riflesso dalle nubi.
L’anidride carbonica (CO2) dell’atmosfera è trasparente alla radiazione
solare, ma impedisce alla radiazione infrarossa emessa dalla Terra di
disperdersi nello spazio.
E’ essenziale per mantenere l’equilibrio termico sulla Terra.
L’aumento di concentrazione di CO2, provocato da deforestazione e
processi di combustione, innalza la temperatura e provoca ingenti
danni all’ambiente.