Antonio Ballarin Denti IL CALORE Antonio Ballarin Denti a.ballarindenti@dmf.unicatt.it

Se la T è un indicatore macroscopico dell’energia cinetica CALORE E LAVORO Se la T è un indicatore macroscopico dell’energia cinetica molecolare e se due corpi con T diversa, messi a contatto, raggiungono un equilibrio termico  possiamo dire che: Il calore è trasferimento di energia tra due corpi che si trovano inizialmente a T diverse CALORE e LAVORO sono due forme di energia IN TRANSITO “Il calore trasmesso da un corpo a T maggiore e il lavoro compiuto da una forza esterna sono due modi per aumentare l’energia interna di un corpo”

Capacità termica di una massa unitaria CAPACITÀ TERMICA E CALORE SPECIFICO DEF: La capacità termica di un corpo è l’energia necessaria per aumentare di 1K (o di 1°C) la sua temperatura Vale la relazione Calore specifico: Capacità termica di una massa unitaria Massa del corpo

Capacità termica di una massa unitaria DEF: Calore specifico: Capacità termica di una massa unitaria cacqua 1,000 0,997 15 35 65 °C

L’energia necessaria per aumentare la T di un corpo è direttamente proporzionale a : - IL SUO CALORE SPECIFICO - LA SUA MASSA - IL SALTO DI TEMPERATURA

LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO Dati 2 corpi di massa m1 e m2 con calori specifici c1 e c2 e temperature iniziali T1 e T2, (T1 < T2) Dove T è la temperatura finale, T1 < T < T2 L’energia ceduta dal corpo a T > sarà la stessa acquistata dal corpo a T <

1 cal = 4, 186 J 1 Kcal = 1000 cal = 4186 J LA CALORIA DEF: È la quantità di energia necessaria per aumentare di 1°C (da 14,5°C a 15,5 °C) la temperatura di 1 g di acqua distillata alla pressione di 1,013×105 Pa (Pressione Atmosferica Standard). 1 cal = 4, 186 J 1 Kcal = 1000 cal = 4186 J

IL POTERE CALORIFICO È la quantità di calore (energia) liberata dalla combustione completa di una massa unitaria (o V unitario) di combustibile. (J/kg - J/m3) DEF: LA PROPAGAZIONE DEL CALORE Avviene con tre diversi meccanismi: 1. CONDUZIONE 2. CONVEZIONE 3. IRRAGGIAMENTO

1. CONDUZIONE Non vi è spostamento di materia, ma solo di energia Il passaggio di energia attraverso una parete di area a e spessore L è: Dove λ è il coefficiente di conducibilità termica

2. CONVEZIONE 3. IRRAGGIAMENTO È lo spostamento di materia che si ha nei fluidi con le correnti convettive 3. IRRAGGIAMENTO È il trasferimento di energia via radiazione elettromagnetica σ = 5,8 × 10-8 costante di Stefan-Boltzmann

È l’intensità della radiazione solare LA COSTANTE SOLARE È l’intensità della radiazione solare al confine dell’atmosfera trrestre S0≈ 1367 W/m2

I CAMBIAMENTO DI STATO LIQUIDO SOLIDO GAS SUBLIMAZIONE CONDENSAZIONE fusione vaporizzazione solidificazione condensazione Ogni passaggio di stato è accompagnato da assorbimento o liberazione di energia e si realizza ad un a data temperatura

DEFINIZIONE Il calore latente di fusione (o di solidificazione) è la quantità di energia necessaria a fondere (solidificare) completamente una massa unitaria di sostanza quando essa si trova alla temperatura di fusione (solidificazione) Per la conservazione dell’energia Lf = Ls

DEFINIZIONE Il calore latente di vaporizzazione (condensazione) è la quantità di energia necessaria a vaporizzare (condensare) completamente una massa unitaria di sostanza senza variazione di temperatura Per l’acqua se T < 100°C si parla di evaporazione Per l’acqua se T = 100°C si parla di ebollizione Lv = Lc

Se l’evaporazione avviene in un ambiente chiuso, la pressione della fase gassosa aumenta fino ad un punto di equilibrio detto pressione di vapore saturo la pressione di vapore saturo aumenta al crescere di T Per condensare un vapore si può: - comprimerlo a T costante - raffreddarlo a p costante Per ogni sostanza esiste una T critica, TC, al di sopra della quale essa può esistere solo allo stato gassoso Per T > TC si parla di GAS Per T < TC si parla di VAPORE

UMIDITÀ RELATIVA DELL’ARIA Si chiama umidità relativa dell’aria il rapporto tra la pressione effettiva p del vapor d’acqua e la pressione pH O del vapore saturo dell’acqua a quella temperatura 2