La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.1 Fenomeni Termici.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.1 Fenomeni Termici."— Transcript della presentazione:

1 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.1 Fenomeni Termici

2 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.2 Riassunto Lezione Precedente Principi di Inerzia Concetto di Forza Concetto di massa inerziale Forza Gravitazionale Lavoro Energia: Energia cinetica e potenziale Conservazione dellenergia meccanica

3 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.3 I FENOMENI TERMICI Temperatura Calore Propagazione del calore Termoregolazione del corpo umano Metabolismo

4 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.4 Temperatura e Gas (I)

5 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.5 Temperatura e Gas (II)

6 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.6 Temperatura e Gas (III)

7 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.7 Temperatura e Gas (IV) Queste grandezze sono sufficienti per descrivere corpi isolati; esse devono però essere completate da altre quando i corpi vengono a contatto tra loro o quando, per esempio, vengono colpiti da radiazioni

8 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.8 Temperatura

9 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.9 Temperatura (II)

10 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.10 Espansione Termica

11 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.11 Misura della Temperatura

12 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.12 Scale termometriche

13 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.13 Acqua

14 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.14 Calore

15 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.15 Calore (II)

16 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.16 Calore Specifico

17 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.17 Calore: Unità di misura

18 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.18 Equivalente meccanico della caloria

19 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.19 Caloria: Riassunto Unità di misura pratica : caloria (cal) 1 caloria = quantita di calore necessaria per aumentare di 1oC la temperatura di 1 g di acqua Se Q si esprime in cal: L = J Q equivalente termico del lavoro equivalente meccanico della caloria J = L Q = 4.18 joule/cal

20 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.20 Calore Differenza di Temperatura finale ed iniziale

21 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.21 Calore specifico Q = c m (t 2 – t 1 ) = c m t calore specifico Il calore specifico dipende dal tipo di sostanza: per lacqua e c = 1 cal/(g o C) capacità termica c = Q m (t 2 – t 1 ) [cal /(g o C)]

22 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.22 Equilibrio Termico

23 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.23 Propagazione del calore

24 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.24 Propagazione del calore caratteristico dei fuidi

25 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.25 Irraggiamento termico Ogni corpo emette radiazione termica ( onde elettromagnetiche) dipendente dalla sua temperatura assoluta T intensità = quantità di radiazione tempo superficie I = Q/( t S) W/m 2 Leggi dellemissione termica: I T 4 (temperatura assoluta) lunghezza donda massima l 1/T Radiazione emessa dal corpo umano con febbre a 40 o (rispetto a 37 o ): I 40 /I 37 = T 4 40 (T 4 37 ) = [(273+40)/(273+37)] 4 = (313/310) 4 = (3.93 % in più) Es. Anche un corpo freddo emette radiazione termica!

26 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.26 Termoregolazione

27 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.27 Termoregolazione (II)

28 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.28 Termoregolazione del corpo umano Modalita di trasmissione del calore nel corpo umano: CONDUZIONE interno: contatto tra organi esterno: contatto tra cute e aria o vestiti CONVEZIONE interno: diffusione omogenea del calore tramite liquidi biologici (sangue e linfa) IRRAGGIAMENTO esterno: emissione termica EVAPORAZIONE esterno: sudorazione e evaporazione

29 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.29 Temperatura e umidita Conduzione, convezione e irraggiamento dipendono dalla differenza tra la temperatura corporea e quella ambiente. Levaporazione dipende dal tasso di umidita relativa: rapporto tra le pressioni di vapor acqueo di vapor saturo. Quando la temperatura ambiente si avvicina ai 37 o C, i normali meccanismi di trasmissione del calore non contribuiscono più; rimane solo levaporazione,ma solo se lambiente non e troppo umido.

30 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.30 Metabolismo del corpo umano Corpo umano macchina a energia interna (chimica) t 37 o C t 0 U 0 Aumento di energia (Q>0): reazioni chimiche esotermiche (ossidazione carboidrati, grassi, proteine) Diminuzione di energia (Q<0): emissione di calore nellambiente lavoro esterno (attivita vitali) lavoro interno (attivita vitali) I due effetti si devono bilanciare

31 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.31 Metabolismo del Corpo Umano

32 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.32 Metabolismo del Corpo Umano (II)

33 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.33 Metabolismo del Corpo Umano (III)

34 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.34 Metabolismo del Corpo Umano (IV)

35 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.35 Termodinamica

36 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.36 Termodinamica Termodinamica: Concetti Gas Perfetto Prima Legge Termodinamica

37 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.37 Termodinamica

38 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.38 Trasformazioni termodinamiche E impossibile seguire il moto di agitazione termica di un gran numero di particelle (~N A = ) descrizione fenomenologica descrizione statistica SISTEMA TERMODINAMICO: insieme di particelle con uguali proprietà termodinamiche isolato: non scambia materia né energia con lesterno chiuso: non scambia materia ma scambia energia con lesterno TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE: variazione dei parametri termodinamici di un sistema pressionepressione costante isobara volumevolume costante isocora temperaturatemperatura costante isoterma

39 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.39 Gas Perfetto

40 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.40 Gas perfetti Un gas e perfetto/ideale se: ha molecole puntiformi e trascurabile il volume proprio delle molecole le molecole subiscono urti elastici dopo lurto le particelle rimangono sempre le stesse Di fatto e la stessa situazione dei liquidi perfetti (v. Teorema di Bernoulli): si trascurano gli attriti. In questo modo il gas perfetto risulta essere il sistema termodinamico piu semplice, caratterizzato solo dai 3 parametri termodinamici pressione, volume, temperatura.

41 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.41 Macro e Micro

42 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.42 Condizioni iniziali dei gas perfetti Legge di Avogadro: in qualunque gas perfetto a NTP = condizioni normali di temperatura e pressione (p = 1 atm, t = 0°C) una mole di gas (n=1 N = N 0 = molecole) occupa sempre un volume V 0 = litri.

43 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.43 Equazione di Stato

44 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.44 Costante dei gas perfetti Per n = 1 mole: pV = TT0T0 p0V0p0V0 = T T0T0 p0V0p0V0 R = costante dei gas perfetti poVopoVo ToTo R = = 1 atm22.4 l 273°Kmole = °Kmole latm = = 10 5 Pa –3 m 3 273°Kmole = J °Kmole pV = nRT Finalmente equazione di stato: n. moli, non molecole!

45 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.45 Legge dei Gas Perfetti

46 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.46 Leggi dei gas perfetti 1) legge di Boyle: a t cost., pV = costante Per i gas perfetti si verificano 3 (+1) leggi sperimentali: 2) 1 a legge di Gay-Lussac: a p cost., V t = V 0 (1+ t) 3) 2 a legge di Gay-Lussac: a V cost., p t = p 0 (1+ t) con = = 1 273° 4) legge di Avogadro: per due gas diversi, a p 1 =p 2, V 1 =V 2, t 1 =t 2, risulta N 1 =N 2

47 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.47 Zero Assoluto

48 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.48 Macro e Micro VELOCITA

49 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.49 Energia Interna

50 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.50 Primo Principio della Termodinamica

51 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.51 Primo Principio della Termodinamica

52 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.52 1 o principio della Termodinamica Conservazione dellenergia nei fenomeni termici: il calore fornito/sottratto finisce in parte in variazione di energia interna ( temperatura) in parte in lavoro compiuto dal/sul sistema JQ = U + L Quantità di calore in joule (J=4.18 joule/cal) Q>0 calore fornito Q<0 calore sottratto Variazione di energia interna U>0 aumento U<0 diminuzione di temperatura Lavoro compiuto L>0 dal sistema (espansione) L<0 sul sistema (compressione)

53 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.53 Gas reali Un gas reale puo condensare e solidificare. Parametro importante: T c = temperatura critica Per T > T c il gas non può in alcun modo passare alla fase liquida, a causa dellagitazione termica. Un gas e reale se non e perfetto: ha molecole non puntiformi non e trascurabile il volume proprio delle molecole le molecole subiscono anche urti non elastici dopo lurto le particelle possono non rimanere sempre le stesse

54 S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Termodinamica Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.54 Ma i gas reali sono perfetti? N 2 – O 2 – CO H 2 O T c ( o C) azoto ossigeno anidride carbonica acqua a 37 o C: perfetto ??? reale Un gas reale si puo approssimare con un gas perfetto quando : a) e a temperatura >> T c b) e lontano dalle condizioni di condensazione (basse pressioni e grandi volumi) Gas fisiologici e di impiego medico:


Scaricare ppt "S.Moretto Ottobre 08 Lezione V: Fenomeni Termici Corso Integrato Fisica Medica – Igiene Dentale pag.1 Fenomeni Termici."

Presentazioni simili


Annunci Google