TEMPERATURA E CALORE Corso di Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA TEMPERATURA E CALORE TEMPERATURA ENERGIA INTERNA CALORE E CALORE SPECIFICO LAVORO IN TERMODINAMICA TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE TRASFORMAZIONI DI STATO TEMPERATURA E CALORE 1

indice dello stato termico di un corpo (caldo – freddo) TEMPERATURA 1 indice dello stato termico di un corpo (caldo – freddo) correlazione con altre grandezze fisiche : V(t) = Vo (1 + a t) °C °C (dilatazione) 42° 100° 41° 40° termometri 50° 39° 38° 37° 0° 36° termometro clinico (tMAX si conserva) TEMPERATURA E CALORE 2

EQUILIBRIO TERMICO Dt º DT = 0 TEMPERATURA 2 scale di temperatura °C °K °F CELSIUS (°C) 0° 100° H2O 200° 400° KELVIN (°K) 100° 373° 212° T (°K) = t (°C) + 273° 300° 0° 273° 32° 200° –100° –148° FAHRENHEIT 100° 9 –200° –328° t (°F) = 32° + t (°C) 5 –273° –273° 0° –459.4° t T scale centigrade EQUILIBRIO TERMICO Dt º DT = 0 TEMPERATURA E CALORE 3

funzione di stato energia interna U U = (Tparticella + Uparticella ) moto di agitazione termica Tparticella Uparticella energia di legame e potenziale funzione di stato energia interna U U = (Tparticella + Uparticella ) particelle TEMPERATURA E CALORE 4

calore Q : forma di energia temperatura t,T : indice stato termico di un corpo calore Q : forma di energia travaso energia interna tra corpi unità di misura pratica : caloria (cal) 1 g H2O 14.5°C 15.5°C 1000 cal = 1 kcal = 1 Cal equivalente termico del lavoro J L J = = 4.18 joule cal–1 Q L = J Q(caloria) L = Q(joule) TEMPERATURA E CALORE 5

1 CALORE SPECIFICO Q = c m (t2 – t1) = c m Dt capacità termica [cal g–1 °C–1] m (t2 – t1) TEMPERATURA E CALORE 6

LAVORO in TERMODINAMICA 1 convenzione generale LAVORO COMPIUTO DAL SISTEMA : positivo LAVORO COMPIUTO SUL SISTEMA : negativo F=pS L = p x S x h = p x DV gas h TEMPERATURA E CALORE 7 D.S. nov. 94

A B A B esempi LAVORO in TERMODINAMICA 2 trasformazione isobara p = costante = p p o A B p L = p (VB – VA) o o V o VA VB trasformazione generica p = p(V) p A p p = p(V) A B V o VA VB TEMPERATURA E CALORE 8

N = 6.02 1023 1 TERMODINAMICA formulazione fenomenologica formulazione statistica SISTEMA TERMODINAMICO [macrostato] STATO TERMODINAMICO PARAMETRI TERMODINAMICI scambio SISTEMA ISOLATO no materia - no energia no materia - si energia SISTEMA CHIUSO EQUILIBRIO (DINAMICO) : parametri termodinamici costanti nel tempo microstato noti tutti i parametri delle particelle che compongono il sistema termodinamico TEMPERATURA E CALORE 9

trasformazioni termodinamiche parametri termodinamici tornano TERMODINAMICA 2 trasformazioni termodinamiche CHIUSA parametri termodinamici tornano ai valori iniziali APERTA parametri termodinamici non tornano ai valori iniziali REVERSIBILE successione stati di equilibrio (trasformazione ideale) IRREVERSIBILE successione stati non di equilibrio (trasformazione reale) ISOTERMA a temperatura costante a volume costante ISOCORA a pressione costante ISOBARA ADIABATICA sistema termicamente isolato (niente scambio di calore) TRASFORMAZIONI DI STATO PROCESSI CHIMICI, BIOCHIMICI TEMPERATURA E CALORE 10

TRASFORMAZIONI DI STATO FUSIONE Q = kf m T = costante kf = calore latente di fusione EVAPORAZIONE Q = ke m T= costante ke = calore latente di evaporazione H2O ke = 606.5 – 0.695 t cal g–1 ( 0°C 100°C ) tensione di vapore º p di vapore saturo p vapore saturo = p esterna EBOLLIZIONE TEMPERATURA E CALORE 11