Capitolo 13. La temperatura

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Mariano Romeo
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1 Capitolo 13 La temperatura

2 Il termoscopio Il termoscopio è uno strumento che serve per decidere, in modo oggettivo, se un corpo è più caldo o più freddo di un altro.

3 In quale vaschetta c è l acqua più calda? temperatura minore temperatura maggiore Amaldi, L Amaldi 2.0 Zanichelli editore 2010

4 La scala Celsius ghiaccio fondente acqua bollente 0 C (0 gradi Celsius) 100 C (100 gradi Celsius) Amaldi, L Amaldi 2.0 Zanichelli editore 2010

5 Termometro e temperatura Un termometro è un termoscopio con una scala graduata. La temperatura è la grandezza fisica che si misura con il termometro.

6 Il kelvin

7 In alcune strade, in alcuni ponti

8 La barra metallica

9 La dilatazione lineare dei solidi

10 Il coefficiente di dilatazione lineare La costante λ è numericamente uguale all allungamento di una barra lunga un metro riscaldata di 1 C.

11 La bottiglia d olio Nei mesi estivi, non è consigliabile riempire eccessivamente una bottiglia d olio.

12 La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi

13 Il coefficiente di dilatazione volumica La costante α è chiamata coefficiente di dilatazione volumica del corpo e ha le stesse unità di misura di λ. Per un solido si dimostra che α è uguale a 3λ.

14 Il comportamento anomalo dell acqua

15 Perché il ghiaccio galleggia?

16 Amaldi, L Amaldi 2.0 Zanichelli editore 2010

17 Amaldi, L Amaldi 2.0 Zanichelli editore 2010

18 Amaldi, L Amaldi 2.0 Zanichelli editore 2010

19 6. Propagazione del Calore Abbiamo visto che il calore si trasmette sempre dal corpo più caldo al più freddo. Ma quali sono le modalità di propagazione? 3 Modalità di Propagazione del Calore Conduzione Convezione Irraggiamento Prof Biasco 2006

20 Propagazione per Conduzione E la modalità principale di propagazione del calore nei corpi solidi. In una sbarretta metallica il calore si propaga dall estremità riscaldata a tutto il corpo. Nella conduzione il calore si propaga senza che ci sia spostamento di materia. Prof Biasco 2006

21 Propagazione per Conduzione I corpi non trasmettono il calore tutti allo stesso modo, alcuni lo trasmettono facilmente e sono i Conduttori tutti i corpi metallici: rame, ferro, alluminio, tutti i metalli; altri si oppongono alla propagazione del calore e sono detti Isolanti legno, plastica, vetro, ceramica, eccetera. Prof Biasco 2006

22 Propagazione per Conduzione A livello microscopico le molecole del corpo vicine alla sorgente di calore ricevono energia termica che determina un aumento della loro energia cinetica. Aumenta l agitazione termica delle molecole vicine all estremo riscaldato. Le forze elastiche che legano le molecole trasmettono l agitazione termica alle molecole adiacenti e così fino all estremo opposto della sbarretta. Prof Biasco 2006

23 Propagazione per Conduzione Quanto calore viene trasmesso per conduzione? Q T1 T2 A L Sperimentalmente si osserva che il calore trasmesso e direttamente proporzionale a: Area della sezione A Differenza di temperatura tra gli estremi T= T1 - T2 (T1 > T2) All intervallo di tempo che viene considerato t Inversamente proporzionale alla lunghezza della sbarretta L dipende dalle caratteristiche del materiale k conducibilità (o conduttività ) termica k coefficiente di Prof Biasco 2006

24 Coefficienti di Conducibilità Termica Prof Biasco 2006

25 Propagazione per Conduzione Allora la quantità di calore trasmesso è: Q T1 T2 A L Q k A T L t Prof Biasco 2006

26 Propagazione per Convezione E la modalità principale di propagazione del calore nei fluidi in quanto le molecole dei fluidi si muovono liberamente. Si verifica quando un liquido viene riscaldato in modo non uniforme. Differenti temperature all interno del fluido producono un movimento di materia che trasporta calore. Per esempio il fenomeno si verifica riscaldando una stanza mediante una stufa. L aria più calda, avendo densità minore, tende a salire e viene sostituita dall aria più fredda che scende lateralmente. In questo modo si creano dei moti circolari di aria: moti convettivi. Prof Biasco 2006

27 Propagazione per Convezione Le Brezze Un esempio interessante di convezione è rappresentato dalle brezze Brezza di mare che si verifica di giorno, aria fresca spira dal mare verso la terra. Brezza di terra che si verifica di notte, aria fresca spira dalla terra verso il mare. Prof Biasco 2006

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