Calore e Temperatura -INPUT 1

La Temperatura La temperatura è una misura dell’agitazione termica di una sostanza; si misura con il termometro La temperatura è una misura dell’agitazione termica delle particelle di una sostanza. Più grande è l’agitazione termica, maggiore è la temperatura. Il termometro è lo strumento che misura la temperatura. Nel S.I. la temperatura viene misurata in K (gradi Kelvin).

Il Calore Il calore è una forma di energia (Energia Termica). Si può definire come la somma delle energie cinetiche delle particelle che compongo un determinato corpo. L’unità di misura nel S.I. è il joule [J] come per tutti i tipi di energia. Il calore si trasmette sempre spontaneamente da un corpo a temperatura maggiore ad un altro a temperatura minore.

Costruzione di un termometro Per costruire un termometro occorre definire una scala termometrica. Per fare ciò è necessario determinare due punti fissi come per esempio il punto di fusione del ghiaccio e il punto di ebollizione dell’acqua a pressione atmosferica. Questi punti vengono scelti in quanto la temperatura durante i cambiamenti di stato rimane costante. L’intervallo tra questi punti fissi viene poi suddiviso in parti uguali.

Scala Celsius: suddivide in 100 parti l’intervallo tra due punti fissi 0° C: temperatura ghiaccio fondente 100 °C: temperatura acqua bollente (a pressione atmosferica) Scala Fahrenheit: suddivide in 180 parti l’intervallo (ma tra 32 e 212).

La suddivisione della scala Kelvin è la stessa della Celsius, ma l’origine della scala è traslata: 0 °C corrispondono a 273,15 K.

La Dilatazione Termica Solidi, liquidi e gas, in genere cambiano dimensioni quando la temperatura varia; il cambiamento dipende dalle caratteristiche delle sostanze.

Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo o un’asta) si parla di dilatazione lineare Dilatazione lineare: l’aumento di lunghezza Δl (Δl = l – l0) dipende dalla sostanza di cui è fatto il corpo (indicata dal coefficiente di dilatazione lineare λ che si misura in K-1 o in °C-1 ) ed è direttamente proporzionale: alla lunghezza iniziale l0 del corpo; alla variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T0) subita dal corpo.

Legge della dilatazione lineare

Legge di dilatazione volumica (solidi e liquidi)

Nel SI il coefficiente di dilatazione volumica k si misura in K-1 o °C-1 Per i solidi, k = 3·λ (il coefficiente di dilatazione volumica è il triplo di quello lineare).

Comportamento anomalo dell’acqua Nell’intervallo tra 0 °C e 4°C il volume dell’acqua non cresce con l’aumentare della temperatura, ma diminuisce (il coefficiente di dilatazione è negativo). Al di sopra di 4 °C l’acqua si dilata normalmente

Legge fondamentale della termologia La legge fondamentale della termologia mette in relazione la quantità di energia termica (calore) ceduta o assorbita da un corpo di massa m con la variazione di temperatura subita dal corpo stesso: Q = Cs m Δt dove Cs rappresenta il calore specifico della sostanza, cioè la quantità di calore necessaria per variare di un grado celsius (o di un kelvin) la temperatura di un chilogrammo di quel materiale [J/kg °C] oppure [J/kg K] . Ogni materiale ha il proprio calore specifico, riportato in apposite tabelle.

Calore e Temperatura – INPUT 2

La Temperatura La temperatura è una misura dell’agitazione termica di una sostanza; si misura con il termometro La temperatura è una misura dell’agitazione termica delle particelle di una sostanza. Più grande è l’agitazione termica, maggiore è la temperatura. Il termometro è lo strumento che misura ……….. la temperatura. Nel S.I. la temperatura viene misurata in ………. gradi Kelvin.

Il Calore Il calore è …………. una forma di energia (Energia Termica). Si può definire come la somma delle ……… energie cinetiche delle particelle che compongo un determinato corpo. L’unità di misura nel S.I. è il ………. joule [J] come per tutti i tipi di energia. Il calore si trasmette sempre spontaneamente da un corpo a……… temperatura maggiore ad un altro a ………. temperatura minore.

Costruzione di un termometro Per costruire un termometro occorre definire una scala termometrica. Per fare ciò è necessario determinare ……………. due punti fissi come per esempio il punto di fusione del ghiaccio e il punto di ebollizione dell’acqua a pressione atmosferica. Questi punti vengono scelti in quanto la temperatura durante i cambiamenti di stato …………….. rimane costante. L’intervallo tra questi punti fissi viene poi suddiviso in parti uguali.

Scala Celsius: suddivide in 100 parti l’intervallo tra due punti fissi 0° C: temperatura del …………… ghiaccio fondente 100 °C: temperatura dell’…………… acqua bollente (a pressione atmosferica). Scala Fahrenheit: suddivide in 180 parti l’intervallo (ma tra 32 e 212).

La suddivisione della scala Kelvin è la stessa della Celsius, ma l’origine della scala è traslata: 0 °C corrispondono a ……………… 273,15 K.

La Dilatazione Termica Solidi, liquidi e gas, in genere cambiano dimensioni quando la temperatura varia; il cambiamento dipende dalle caratteristiche delle sostanze.

Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo o un’asta) si parla di …………….. dilatazione lineare Dilatazione lineare: l’aumento di lunghezza Δl (Δl = l – l0) dipende dalla sostanza di cui è fatto il corpo (indicata dal…………… coefficiente di dilatazione lineare λ che si misura in K-1 o in °C-1 ) ed è direttamente proporzionale alla ….. lunghezza iniziale l0 del corpo e alla …………. variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T0) subita dal corpo.

Legge della dilatazione lineare

Legge di dilatazione volumica (solidi e liquidi)

Nel SI il coefficiente di dilatazione volumica k si misura in ………….. K-1 o °C-1 Per i solidi, k = 3·λ (il coefficiente di dilatazione volumica è il ………….. triplo di quello lineare).

Comportamento anomalo dell’acqua Nell’intervallo tra ………… 0 °C e 4°C il volume dell’acqua ……… diminuisce (il coefficiente di dilatazione è negativo). Al di sopra di 4 °C l’acqua si dilata normalmente

Legge fondamentale della termologia La legge fondamentale della termologia mette in relazione la…..... quantità di energia termica (calore) ceduta o assorbita da un corpo di massa m con la…….. variazione di temperatura subita dal corpo stesso: Q = Cs m Δt dove Cs rappresenta il ………….. calore specifico cioè la quantità di calore necessaria per variare di un grado celsius (o un kelvin) la temperatura di un chilogrammo di quel materiale [J/kg °C] oppure [J/kg K] . Ogni materiale ha il proprio calore specifico, riportato in apposite tabelle.

THE END

Calore e Temperatura – INPUT 3

1 La differenza di temperatura fra l’interno e l’esterno di una abitazione è 10 °C. La differenza di temperatura espressa in kelvin vale: A 0 K B 283 K C 263 K D 10 K

2 Se dalla legge della dilatazione lineare vogliamo ricavare la variazione di temperatura, quale delle seguenti formule dobbiamo usare? A T = L/ L0 B T =   L0 / L C T = L0 L D T =  L0 / L

3 Due oggetti, sottoposti per lo stesso tempo alla stessa fonte di calore, aumentano la temperatura rispettivamente di 40 °C e 20 °C. Che cosa si può dedurre da questo fatto? A il primo corpo ha un calore specifico maggiore del secondo B il primo corpo ha un calore specifico minore del secondo C il primo corpo ha una capacità termica maggiore del secondo D il primo corpo ha una capacità termica minore del secondo

4 Quanti joule occorrono per innalzare di 20 °C la temperatura di 50 g di ferro (Cs = 480 J/(kg  K))? A 20 J B 4,8  105 J C 48 J D 480 J

5 Lo strumento adatto a misurare la temperatura è A il dinamometro. B il barometro. C il termometro. D il calorimetro.

A il grado celsius. B il watt. C il kelvin. D il joule. 6 L'unità di misura del calore è: A il grado celsius. B il watt. C il kelvin. D il joule.

7 Il calore specifico è la quantità di: A calore contenuta in un corpo. B energia necessaria per innalzare di 1 K la temperatura di 1 Kg di quel corpo. C energia necessaria per innalzare di 1 K la temperatura del corpo. D energia posseduta dal corpo.

8 Raddoppiando la quantità di calore fornita ad un corpo: A raddoppia il calore specifico del corpo. B si dimezza la variazione di temperatura. C la temperatura rimane invariata. D raddoppia la variazione di temperatura.

9 Non avviene scambio di calore tra due corpi a contatto se: A hanno lo stesso calore specifico B hanno la stessa temperatura C devono verificarsi tutte e tre le condizioni D hanno la stessa capacità termica

10 In una interazione termica tra due corpi A e B il corpo A cede 40 J di calore. Di conseguenza la temperatura di B: A si mantiene costante. B il corpo B si raffredda. C il corpo B cede 20 J di calore. D il corpo B acquista 40 J di calore.