Calore ed energia
Cos'è la termodinamica E' la scienza dell'energia e delle sue trasformazioni
Energia e calore Le prime idee sul calore, nate dagli esperimenti sugli scambi termici e dalla chimica del settecento portarono al concetto di calorico: un fluido imponderabile che si conserva (Lavoisier 1743-1794)
Antoine Lavoisier
Energia e calore Altri esperimenti, relativi ai passaggi di stato, erano però in contrasto con l'idea del calorico (calore di combustione, calore latente)
Calore scambiato Un corpo caldo cede calore ad un corpo freddo nella quantità Dove m è la massa, Cs il calore specifico e ΔT la variazione di temperatura della massa (se Q è lo stesso si può pensare il calore come un un fluido immateriale)
Cambiamenti di stato Nei cambiamenti di stato la temperatura non cambia ed è quindi necessario introdurre il calore latente λ In questo caso occorre però supporre che il calorico si “nasconda” per “riapparire” nella trasformazione contraria
Calore di combustione Anche per spiegare il calore che si libera nella combustione era necessario ammettere che il calorico fosse presente dentro certi materiali, i combustibili, per essere poi liberato in certe condizioni
Calore e attrito Benjamin Thompson (1753-1814), conte di Rumford, fu impressionato dalla quantità di calore prodotto nell'alesatura dei cannoni: una quantità sufficiente a fonderli
Calore e movimento Rumford e Davy,fondatori della Royal Institution (1799), ripeterono gli esperimenti in laboratorio, ma non convinsero i fisici del tempo dell'idea che il calore sia una forma di movimento...
Equivalente meccanico del calore Quasi 50 anni più tardi gli esperimenti di Rumford e Davy furono ripresi da James Joule su una scala più piccola. Cominciò nel 1840 e proseguì per molti anni, dimostrando che il calore ottenuto è proporzionale al lavoro compiuto: 1 cal = 4,18 J