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Gli effetti del calore. Effetti del calore Dilatazione termica Propagazione Del calore Equilibrio termico Trasporto del calore conduzione convenzione.

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Presentazione sul tema: "Gli effetti del calore. Effetti del calore Dilatazione termica Propagazione Del calore Equilibrio termico Trasporto del calore conduzione convenzione."— Transcript della presentazione:

1 Gli effetti del calore

2 Effetti del calore Dilatazione termica Propagazione Del calore Equilibrio termico Trasporto del calore conduzione convenzione irraggiamento Conducibilità termica Conduttori termici Isolanti termici

3 Dilatazione termica Cosa succede alle molecole di un corpo se si aumenta di temperatura? Aumenta lagitazione termica Ma qual è il risultato sullo spazio occupato dagli atomi? E come se un atomo occupasse più spazio Quali sono le conseguenze? Un aumento del suo volume Le diverse sostanze, a parità di calore fornito, si dilatano in modo disuguale

4 Video La dilatazione termica dei gas la dilatazione termica dei gas (contrazione) preparazione esperimento dilatazione termica dei gas perché il palloncino si gonfia da solo? Prevenire i problemi della dilatazione/contrazione termica: Cosa notate? Curva da Sole

5 Calore specifico Abbiamo gia sentito parlare di calore specifico quando? Abbiamo perciò parlato non di calore specifico delle sostanze ma di calore specifico di una particolare sostanza Secondo voi perché? Quali supposizioni possiamo fare? esperimento sul calore specifico Le 5 sfere sono di materiali differenti La sostanza che ha maggior capacità di cedere calore alla cera si dice che ha calore specifico maggiore Abbiamo visto che il calore posseduto da un corpo dipende dalla temperatura e dalla massa, adesso sappiamo che dipende anche da calore specifico Q = m x T x c s m = massa T = temperatura c s = calore specifico

6 Propagazione del calore Lesperimento precedente ha mostrato come il calore passa dalle sfere (calde) alla cera (fredda) Lesperimento precedente ha mostrato come il calore passa dalle sfere (calde) alla cera (fredda) La cera si è riscaldata ma cosa è successo alle sfere? La cera si è riscaldata ma cosa è successo alle sfere? Si sono raffreddate perché? Si sono raffreddate perché? Cedendo calore lintensità di energia termica (temperatura) è diminuita Cedendo calore lintensità di energia termica (temperatura) è diminuita Il calore passa sempre da un corpo più caldo ad uno più freddo Il calore passa sempre da un corpo più caldo ad uno più freddo Ma cosa succede alla fine? Qualè il risultato finale? Ma cosa succede alla fine? Qualè il risultato finale?

7 Vi siete mai misurati la temperatura? Vi siete mai misurati la temperatura? Raccontate cosa fate? Raccontate cosa fate? Raccontate cosa è successo Raccontate cosa è successo Cosa è successo al termometro? Cosa è successo al termometro? Per continuare ci serve una definizione di equilibrio. Cosa è lequilibrio? Per continuare ci serve una definizione di equilibrio. Cosa è lequilibrio? Ricordiamoci a cosa serve il termometro Ricordiamoci a cosa serve il termometro Con che cosa era in equilibrio prima il termometro? Con che cosa era in equilibrio prima il termometro? Con che cosa è in equilibrio poi? Con che cosa è in equilibrio poi? Adesso ci serve una definizione di equilibrio di temperartura. Provate a darla. Adesso ci serve una definizione di equilibrio di temperartura. Provate a darla.

8 Definizione di equilibrio termico Il calore si propaga sempre passando da un corpo più caldo ad uno più freddo fino a che i due corpi non avranno raggiunto la stessa energia termica; quando questo si verifica si dice che i due corpi avranno raggiunto un equilibrio termico

9 Adesso poniamoci alcune domande: Adesso poniamoci alcune domande: Cosa succede se tengo in mano un cucchiaio di acciaio e lo metto nel brodo caldo? Cosa succede se tengo in mano un cucchiaio di acciaio e lo metto nel brodo caldo? Cosa succede se mi metto davanti ad un caminetto col fuoco acceso? Cosa succede se mi metto davanti ad un caminetto col fuoco acceso? Cosa succede se metto una pentola piena dacqua con dei chicchi di riso sul fondo sul fuoco? Cosa succede se metto una pentola piena dacqua con dei chicchi di riso sul fondo sul fuoco? Cosa succede se mi espongo al sole? Cosa succede se mi espongo al sole? Cosa hanno in comune i Cosa hanno in comune i fenomeni descritti e cosa hanno di diverso?

10 Cosa significa condurre? Cosa significa condurre? Cosa intendiamo dire con la parola termica Cosa intendiamo dire con la parola termica La conduzione termica è il trasferimento di energia termica che si verifica allinterno dei solidi, liquidi e gas dalle zone di più alta temperatura verso quelle a più bassa temperatura La conduzione termica è il trasferimento di energia termica che si verifica allinterno dei solidi, liquidi e gas dalle zone di più alta temperatura verso quelle a più bassa temperatura La conduzione termica

11 La conduzione del calore Cosa succede se metto un filo metallico a contatto con la fiamma di un fornello? Le molecole vicino alla fiamma assorbono energia e aumentano il loro movimento In seguito trasmettono questo movimento alle molecole vicine che aumentano il loro moto di vibrazione La conduzione di calore è il trasporto di energia termica da molecola a molecola anche se le molecole rimangono nella stessa posizione

12 La convenzione Nei fluidi (liquidi e gas) le molecole non sono ferme perciò la conduzione non può verificarsi Il trasporto di calore avviene in altri modi Osservate la seguente figura; vi ricorda qualcosa ? Descriviamo cosa sta succedendo. Il liquido vicino alla fiamma si riscalda, riscaldandosi tende a salire, arriva in superficie e si raffredda, dopo di ché tende a scendere (perché?) Si forma cosi una struttura circolare allinterno del liquido che prende il nome di cella convettiva Celle convettive atmosferica Celle convettive nel mantello Si ha convenzione quando al trasporto di calore si associa un movimento di materia I moti convettivi tendono a distribuire uniformemente il calore in tutto il corpo e cessano allequilibrio termico

13 Lirraggiamento In questo cado si parla di irraggiamento, col termine di irraggiamento si intende un trasferimento di energia fra due corpi tramite lutilizzo di radiazioni elettromagnetiche Fra il Sole e la Terra non cè materia per cui lenergia che riceviamo dal Sole, calore compreso, non può utilizzare uno dei metodi precedenti Le radiazioni che trasportano il calore sono i raggi infrarossi perciò ci si riferisce ad esse come radiazioni termiche Quando il calore si propaga senza che fra i due corpi siano a contatto si dice che la trasmissione del calore avviene per irraggiamento attraverso lutilizzo di raggi infrarossi

14 Centra qualcosa il colore con il calore? Secondo voi è una domanda sensata o no? Secondo voi è una domanda sensata o no? Provate a riflettere su precedenti esperienze in cui avete associato una sensazione di calore ad un particolare colore (anche in merito allesperimento suggerito nel cap. precedente) Provate a riflettere su precedenti esperienze in cui avete associato una sensazione di calore ad un particolare colore (anche in merito allesperimento suggerito nel cap. precedente) Che cosa possiamo concludere? Che cosa possiamo concludere?

15 Il colore di un oggetto è dovuto alla sua capacita di riflettere e assorbire particolari radiazioni elettromagnetiche come vedremo più avanti nel corso di scienze; il colore bianco riflette tutte le radiazioni e si riscalda di meno mentre il nero assorbe tutte le radiazioni e si riscalda di più, a parità di tempo di esposizione, rispetto al bianco

16 La conducibilità termica Secondo voi tutte le sostanze conducono il calore nella stessa maniera? Secondo voi tutte le sostanze conducono il calore nella stessa maniera? Nellesperimento che avete fatto quale cucchiaio era più caldo e quale più freddo e perché? Nellesperimento che avete fatto quale cucchiaio era più caldo e quale più freddo e perché? Cosa ne possiamo dedurre? Cosa ne possiamo dedurre?

17 Consideriamo un apparecchi formato da 3 sbarre: alluminio, ottone e ferro A distanze uguali dallorigine attacchiamo con della plastilina 4 palline su ciascuna sbarra (tre nel caso del ferro) e nel punto di incrocio forniamo calore Dopo un certo tempo dallaccensione della fiamma possiamo vedere che la sbarra di alluminio ha perso 3 delle sue palline, quella di ottone una e quella di ferro ancora nessuna Dopo poco tempo cade la seconda pallina dalla sbarra di ottone Nellultima immagine possiamo vedere come, nonostante le altre 2 sbarre siano prive di palline quella di ferro, che ne aveva solo tre, ne trattiene ancora una

18 Cosa possiamo concludere? Cosa possiamo concludere? La capacità che ha ciascuna sostanza di strasmettere calore è detta conducibilità termica ed è caratteristica per ciascuna sostanza La capacità che ha ciascuna sostanza di strasmettere calore è detta conducibilità termica ed è caratteristica per ciascuna sostanza Le sostanze che hanno una elevata conducibilità termica sono dette conduttori es. i metalli Le sostanze che hanno una elevata conducibilità termica sono dette conduttori es. i metalli Le sostanze che hanno una scarsa conducibilità termica sono dette isolanti es. il legno Le sostanze che hanno una scarsa conducibilità termica sono dette isolanti es. il legno


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