Il calore

Introduzione

Nell’antichità più remota l’idea del calore era connessa con quei processi della natura che provocano sensazioni elementari di caldo e di freddo più specificamente legate alle variazioni metereologiche ,la cottura degli alimenti è in genere a qualcosa che brucia.Sebbene le percezioni di caldo e di freddo siano innate negli esseri viventi,le conseguenti reazioni fisiologiche delle cellule nervose sono relative, piuttosto soggettive e qualche volta eronee.Se poniamo una mano in acqua calda e una in acqua fredda e successivamente entrambe in acqua tiepida, la mano che è stata immersa in acqua calda proverà una sensazione di freddo,mentre l’altra una sensazione di caldo.Quando al mare si entra in acqua, mentre per i piedi l’acqua sembra sufficientemente calda, per le altre parti del corpo è fredda. Questo spiega perché introduciamo un’altra grandezza fisica: ”LA TEMPERATURA”. In genere possiamo aumentare la temperatura di una sostanza,trasformandola in energia.

Il mulinello di Joule

Il fisico inglese James Prescott Joule eseguendo un esperimento con il mulinello per studiare il trasferimento di energia all’acqua, mediante un lavoro meccanico ha stabilito che occorre compiere un lavoro di circa 4180 Joule per aumentare di un grado Kelvin la temperatura di 1kg di acqua.

La capacità termica di un corpo

La capacità termica di una sostanza è il rapporto fra l’ energia che acquista e l’aumento di temperatura. Essa si misura in joule / kelvin: C =ΔE/ΔT

Il calore specifico di una sostanza

Possiamo verificare sperimentalmente che quanto più grande è la massa della sostanza, tanto maggiore è l’energia necessaria per innalzare la temperatura di 1°. Quindi diciamo che la capacità termica è direttamente proporzionale alla massa della sostanza: C = cm
Il calore specifico rappresenta la quantità di energia che la massa di 1kg di sostanza deve acquistare perché la sua temperatura aumenti di 1kg.

Legge fondamentale della termologia

Utilizzando la definizione di capacità termica è quella di calore specifico, otteniamo la seguente relazione: ΔE = cmΔT
dove ΔE è l'energia scambiata (J), c è il calore specifico (J/(K*Kg)), m è la massa (Kg), ΔT è la variazione di temperatura (K)