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IL CALORE DUE IPOTESI SULLA NATURA DEL CALORE: E UN FLUIDO E UNA FORMA DI ENERGIA.

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Presentazione sul tema: "IL CALORE DUE IPOTESI SULLA NATURA DEL CALORE: E UN FLUIDO E UNA FORMA DI ENERGIA."— Transcript della presentazione:

1 IL CALORE DUE IPOTESI SULLA NATURA DEL CALORE: E UN FLUIDO E UNA FORMA DI ENERGIA

2 IPOTESI SUL CALORE COSE IL CALORE? Nellantichità il fuoco era considerato uno dei quattro elementi base della natura A partire dal diciassettesimo secolo si cominciò a indagare su basi scientifiche la natura del calore

3 IL CALORE COME FLUIDO Nellipotesi del FLUIDO CALORICO il passaggio di calore da un corpo caldo ad uno freddo è spiegato come il livellamento di un fluido in due vasi comunicanti: la temperatura gioca lo stesso ruolo del livello

4 IL CALORE COME FLUIDO Al contrario, la POMPA DI CALORE, per mezzo di un motore, porta il calore dallesterno (più freddo) allinterno (più caldo) proprio come una pompa meccanica può svuotare una zona bassa allagata

5 RUMFORD La teoria del fluido calorico fu però messa in crisi dalle osservazioni fatte alla fine del 700 da Benjamin Thompson, conte di Rumford

6 LIPOTESI ENERGETICA Egli notò che nella lisciatura dei cannoni si sviluppano enormi quantità di calore, apparentemente dal nulla: se il calore fosse un fluido non potrebbe essere creato dal nulla

7 LIPOTESI ENERGETICA Rumford mise in relazione il calore con lenergia meccanica spesa per lisciare il cannone. ENERGIA MECCANICA CALORE

8 LIPOTESI ENERGETICA Lipotesi di Rumford è che il calore non sia altro che una TRASFORMAZIONE DELLENERGIA MECCANICA ENERGIA MECCANICA CALORE

9 JOULE La teoria energetica del calore venne confermata da James Prescott Joule agli inizi dell800 con una serie di esperimenti quantitativi

10 LESPERIENZA DI JOULE Nel più famoso dei suoi esperimenti Joule misurò il calore sviluppato dallattrito di una serie di palette poste in rotazione in un recipiente isolato pieno dacqua

11 LESPERIENZA DI JOULE Le pale sono azionate da un peso che viene fatto scendere da una altezza prestabilita

12 LESPERIENZA DI JOULE Quando il peso arriva a terra la sua energia meccanica è completamente perduta: allo stesso tempo il termometro segnala un aumento di temperatura dellacqua.

13 IL CALORE Joule dimostrò che lenergia meccanica perduta dai pesi è sempre equivalente al calore generato nellacqua.

14 LA NATURA DEL CALORE Si afferma con Joule la moderna TEORIA ENERGETICA DEL CALORE, per la quale: IL CALORE E UNA FORMA DI SCAMBIO DI ENERGIA, CHE SI ATTUA TRA DUE CORPI A DIVERSA TEMPERATURA POSTI A CONTATTO

15 EFFETTI DEL CALORE Effetti del passaggio di calore tra un corpo e un altro: variazione di temperatura cambiamento di stato variazione in altri parametri fisici (pressione, volume ecc.)

16 UNITA DI MISURA Lunità di misura del calore, così come di tutte le altre forme di energia, è il joule. 1 joule = 1 Newton X 1 metro 1 joule = 0,102 Kilogrammi X 1 metro

17 LA CALORIA La CALORIA è ununità di misura vecchia e non più in uso, almeno ufficialmente: CALORIA: calore necessario per far aumentare la temperatura di un grammo di acqua distillata da 14,5 a 15,5 °C.

18 LA CALORIA CONVERSIONE JOULE-CALORIE: 1 caloria = 4,186 joule

19 ALIMENTI Potere energetico degli alimenti: Pomodoro 17 Kcal/100g Latte intero 47 Filetto121 Spaghetti145 Uovo159 Noci667 Oli vegetali900

20 MISURA DEL CALORE Per misurare il calore è necessario osservare i suoi effetti: il modo più semplice è osservare il riscaldamento di una massa nota dacqua.

21 MISURA DEL CALORE Poiché per ogni grammo dacqua e per ogni grado di aumento di temperatura abbiamo un calore di una caloria, la formula da usare sarà: Q=calore m=massa dacqua t o temperatura iniziale, t finale

22 CALORIMETRO Per evitare dispersioni di calore lacqua è contenuta in un recipiente isolato, detto CALORIMETRO

23 THERMOS Il comune thermos da cucina è simile al calorimetro, solo che è privo degli apparati di misura

24 THERMOS Lisolamento è ottenuto con una doppia intercapedine tra cui è stato fatto il vuoto. Largentatura serve a impedire lirraggiamento del calore

25 CALORE E MATERIA Gli effetti di riscaldamento prodotti dal calore variano moltissimo da corpo a corpo: Il filamento di una lampadina raggiunge temperature elevatissime pur con pochissimo calore

26 CALORE E MATERIA Viceversa, per intiepidire lacqua per un bagno occorre una notevole quantità di calore.

27 CAPACITA TERMICA Si dice CAPACITA TERMICA (C) di un corpo il rapporto tra il calore scambiato dal corpo e la variazione di temperatura del corpo stesso. In formule:

28 CAPACITA TERMICA Lazione mitigatrice di mari e laghi è dovuta alla immensa capacità termica di questi: grazie ad essa possono liberare calore durante linverno e assorbirne durante lestate variando di poco la temperatura

29 CAPACITA TERMICA Al contrario le scintille che si liberano durante la molatura hanno una capacità termica piccolissima, quindi, pur essendo a temperature di migliaia di gradi, rilasciano una quantità di calore insignificante

30 CALORE SPECIFICO La capacità termica dipende, ovviamente, dalla massa di un corpo, oltre che dal materiale di cui è fatto: maggiore è la massa, maggiore è la capacità termica, ovvero le due grandezze sono direttamente proporzionali. IL RAPPORTO TRA CAPACITA TERMICA E MASSA SI DICE CALORE SPECIFICO (c)

31 CALORE SPECIFICO La conoscenza dei calori specifici delle sostanze è molto importante, e non solo per motivi pratici: esso ci rivela importanti proprietà delle molecole di cui sono fatti i corpi. Il calore specifico dellacqua è:

32 EQUAZIONE DELLA CALORIMETRIA Combinando insieme le due formule viste: Si ottiene quella che è detta equazione della calorimetria

33 EQUAZIONE DELLA CALORIMETRIA Questa formula può servire per: calcolare il calore, conoscendo c, m, Δt calcolare Δt, conoscendo q, c, m calcolare c, conoscendo Δt, q, m


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