Calore – Calore specifico (c) – Caloria – Teoria del Calorico – Calorimetro

Il Calore

Il calore è una forma d’energia trasferita da un corpo (o da un sistema) ad un altro di temperatura differente. Il calore può essere trasferito da un corpo materiale ad un altro di temperatura differente tramite processi di conduzione, convezione e irraggiamento. Il calore è quindi energia “in transito” e non un entità intrinseca dei corpi. I fenomeni termici sono interpretati alla luce delle conoscenze della struttura atomica e particellare della materia. Gli atomi e le molecole dei corpi sono incessantemente animati da un moto caotico (agitazione termica) che determina la temperatura. Riscaldare un corpo significa intensificarne l’agitazione termica, aumentando l’energia cinetica media (cioè connessa al movimento) dei suoi atomi o delle sue molecole; raffreddarlo significa ridurla.

L’equivalenza tra calore ed energia meccanica č stato stabilito dal fisico inglese James Prescott Joule (1818-1889).

Nel Sistema Internazionale (SI) il calore č misurato in Joule (J) e in wattsecondo (Ws). Tuttavia, per molto tempo, come unitŕ di misura, č stata usata la caloria (cal), definita come la quantitŕ di calore necessaria a portare la temperatura di 1 g d’acqua distillata da 14,5 a 15,5 °C (a pressione standard).

Calore specifico (c)

Il calore specifico, indicato con la lettera c, è la quantità di calore Q necessaria per variare di 1 K la temperatura dell’’unità di massa (kg) di un corpo. L’unitŕ di misura è J/(kg ˇ K). Il calore specifico è una caratteristica specifica dei materiali.

Caloria

Unità di misura storica del calore definita come la quantità di calore necessaria a portare la temperatura di 1 g d’acqua distillata da 14,5 a 15,5 °C (a pressione standard). Nel Sistema Internazionale (SI) il calore è misurato in Joule (J) e in wattsecondo (Ws).
1 cal = 4,1844 J 1 J = 1 Ws = 0,239 cal

Teoria del Calorico

La teoria che il calore consiste in un fluido, cioè il calorico, che puň essere trasferito da un corpo ad un altro. ma che non puň essere né “creato”, né distrutto è stata confutata da Rumford, Joule, Mayer, Clausius e altri.

Rumford è stato uno dei primi a scoprire che il lavoro viene convertito in calore osservando il processo della foratura delle canne di cannoni, ma i suoi risultati sono stati ampiamente ignorati.

Calorimetro

Dispositivo utilizzato per misurare le quantitŕ di calore cedute o assorbite da una sostanza o da un corpo durante un processo fisico o chimico, nonché le proprietè termiche delle sostanze (calori specifici e poteri calorifici). Sull’uso dei calorimetri è basata una branca dell’analisi chimica detta analisi termica.

Il calorimetro viene in particolare usato per determinare il calore svolto durante una combustione (viene allora detto anche bomba calorimetrica). In tal caso la reazione viene innescata con una resistenza elettrica all’interno di una camera di reazione immersa in una massa (m) d’acqua di valore noto.

Il calore che si sviluppa nella reazione si trasferisce all’acqua e ne innalza la temperatura, la cui variazione (Dt) viene misurata con un termometro; conoscendo il calore specifico dell’acqua (pari a 4,184 J/K g) il calore trasferito all’acqua si calcola con la seguente formula (in joule):  Q (J) = m (g) ˇ Dt (K) ˇ 4,184 (J/K g)

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