La temperatura questa sconosciuta!

Transcript

1 La temperatura questa sconosciuta! Sondaggio Metti «mi piace» alla definizione che ritieni più giusta Energia Calore Misura del caldo/freddo Stato della materia

2 ermometria e calorimetria Principio zero della termodinamica: corpi, A e B, a temperature differenti ( A < B ) posti a contatto raggiungono l equilibrio termico. Se A e B sono in equilibrio termico con un terzo corpo C allora sono in equilibrio termico tra loro. ermoscopi e termometri: dispositivi per osservare, definire e misurare la temperatura mediante variazioni di una data grandezza fisica funzione di V=V() nei liquidi L=L() nei solidi P=P() nei gas a V = cost. V=V() nei gas a P = cost

3 aratura di un termometro: punto di fusione del ghiaccio ( C) e punto di ebollizione dell acqua (1 C) scala di temperature Celsius (scala centigrada) aratura con il metodo del punto triplo ermometro a gas a volume costante p Ap pv nr A cos t. V nr p p gh

4 scala termodinamica assoluta o scala Kelvin C F C 3F 5 9 F C 5 C,1C 3F,1F

5 Sapete cosa sono e perché si usano?

6 Dilatazione termica di solidi e liquidi V V V V V V L L L L L L e l acqua?

7 Leggi dei gas perfetti e teoria cinetica dei gas PV cost. V V P P 1 1 ( = cost) Legge di Boyle ( C, P= cost.) I legge di Gay-Lussac ( C, V = cost.) II legge di Gay-Lussac R pv nr 8.3J / k mole 1. Numero di molecole N, ciascuna di massa m molto elevato. Molecole, in media, lontane l una dall altra 3. Leggi della meccanica classica: urti 4. Urti con altre molecole o pareti perfettamente elastici

8 l mv t mv F x Consideriamo uguali le velocità medie lungo le tre direzioni x,y,z mv N PV V Nmv Al Nmv A F P v N l m F k mv K k mv Nk R N N nr PV A

9 Direzionalità del rasferimento del Calore Il calore si trasferisce dall oggetto più caldo a quello più freddo. ESOtermico: il calore si trasferisce dal SISEMA all AMBIENE CIRCOSANE. (sistema) diminuisce (ambiente)aumenta esempio

10 Direzionalità del rasferimento del Calore Il Calore si trasferisce sempre dall oggetto più caldo a quello più freddo. ENDOtermico: il calore si trasferisce dall AMBIENE CIRCOSANE al SISEMA. (sistema)aumenta (ambiente)diminuisce

11 Capacità termica Q C C f i il calore Q è la quantità di energia scambiata per effetto della differenza di temperatura. Unità di misura: Calorie o Joule caloria: la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di 1 g di H O da 14.5 a 15.5 C calore specifico: capacità termica per unità di massa c C c m Q cm H O cal 1 g C

12 Capacità ermica Specifica Sostanza Cal. Spec. (J/g K) H O Glicol etilenico.39 Al.897 Vetro.84 Al

13 rasferimento di Calore senza cambiamento di stato q = (calore spec.)(massa)( )

14 rasferimento di Calore con Cambiamento di Stato Il cambiamento di stato coinvolge energia (a costante) Ghiaccio J/g (calore di fusione) Acqua liquida q = (calore di fusione)(massa)

15 Curve di Raffreddamento/Riscaldamento dell acqua riscaldamento fusion e riscaldamento Calore assorbito ebollizione Calore ceduto riscaldamento Nota che è costante quando il ghiaccio fonde e quando l acqua bolle

16 rasmissione del calore: Conduzione Irraggiamento Convezione

17 Come funziona un thermos?

18 calorimetri: strumenti per misurare quantità di calore scambiate e calori specifici. Esempio: il calorimetro delle mescolanze m c Q m c Q x x 1 a a m m c x 1 a x

19 Calorimetria diretta: Misura della quantità di calore rilasciata da un soggetto, introdotto in una camera isolata termicamente, che svolge le sue attività nell arco di una giornata (misura stanza) Calorimetria indiretta: Determinazione del consumo energetico di un soggetto, tramite misurazione degli scambi gassosi (O ) Individuo a riposo (alim. mista): 4.8 Kcal per ogni litro O Spirometri per la misura scambi gas respiratori

20 Alcuni esempi. Un corpo di massa m=1kg assorbe una quantità di calore Q=3cal aumentando la sua temperatura di 1 C. Quale sarà il suo calore specifico? Quale sarà la sua capacità termica? Calcolare in quanto tempo uno scaldabagno da 6 litri porta il suo contenuto da 3 C a 8 C considerando che la sua potenza è di W. Un uomo di 7 Kg vuole scalare l Everest portandosi da una quota di m s.l.m. a 8 m s.l.m. Quanto burro dovrà mangiare per poter superare questa sfida (burro: 6 cal/g)?