È una grandezza fisica FONDAMENTALE, SCALARE UNITÀ DI MISURA NEL S.I. : K (KELVIN)

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Graziana Benedetti
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1 È una grandezza fisica FONDAMENTALE, SCALARE UNITÀ DI MISURA NEL S.I. : K (KELVIN) È STRETTAMENTE LEGATA ALLA VELOCITÀ DI VIBRAZIONE DELLE MOLECOLE IN UN CORPO: SE LA TEMPERATURA DI UN CORPO AUMENTA LE MOLECOLE SI MUOVONO PIÙ VELOCEMENTE, AL CONTRARIO SE DIMINUISCE LE MOLECOLE SI MUOVONO PIÙ LENTAMENTE. LA TEMPERATURA È QUELLA GRANDEZZA FISICA CHE SI MISURA CON IL TERMOMETRO.

MOLECOLE IN UN CORPO: SE LA TEMPERATURA DI UN CORPO AUMENTA LE MOLECOLE SI MUOVONO PIÙ

2 È USATA IN EUROPA. HA COME RIFERIMENTO I DUE PUNTI FISSSI DELL ACQUA: 1. PASSAGGIO STATO SOLIDO-LIQUIDO: T = 0 C 2. PASSAGGIO STATO LIQUIDO-VAPORE: T = 100 C È LA SCALA DEL SISTEMA INTERNAZIONALE. HA SOLO VALORI POSITIVI,QUINDI PARTE DA 0 K, CHIAMATO ZERO ASSOLUTO. LO ZERO ASSOLUTO È UN PUNTO LIMITE IDEALE, CIOÈ NON ESISTE NIENTE NELL UNIVERSO A 0 K: UNA MASSA DI GAS AVREBBE VOLUME NULLO E LA VELOCITÀ DELLE MOLECOLE DI UN CORPO SAREBBE NULLA. K C

HA SOLO VALORI POSITIVI,QUINDI PARTE DA 0 K, CHIAMATO ZERO ASSOLUTO.

3 PASSAGGIO SCALA CELSIUS - SCALA KELVIN C K T (K) = T ( C) K C T( C) = T (K) 273 ES. 30 C = = 303 K ES. 60 K = = C AZOTO LIQUIDO: 77 K = C

4 È UNA GRANDEZZA FISICA DERIVATA, SCALARE È UNA FORMA DI ENERGIA: IL CALORE È QUELLA GRANDEZZZA FISICA CHE PRODUCE IN UN CORPO UNA VARIAZIONE DI TEMPERATURA: SE Q (CALORE) > 0 ALLORA T1 T2: T2 > T1: DT = (T2 T1) > 0 VIENE FORNITO CALORE AL CORPO; SE Q < 0 ALLORA T1 T2: T2 < T1: DT < 0 IL CORPO CEDE CALORE.

TEMPERATURA: SE Q (CALORE) > 0 ALLORA T1 T2: T2 > T1: DT = (T2 T1) > 0 VIENE

5 LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA: Legame tra calore e variazione di temperatura Q mc DT s CALORE CALORE SPECIFICO cal / (g C) J / ( kg C) È LA QUANTITÀ DI CALORE CHE DEVO FORNIRE A 1 g (1kg) DI SOSTANZA PER FAR VARIARE LA TEMPERATURA DI 1 C (K) VARIAZIONE DI TEMPERATURA: DT = T2 T1

LA QUANTITÀ DI CALORE CHE DEVO FORNIRE A 1 g (1kg) DI SOSTANZA PER FAR

DURANTE UN PASSAGGIO DI STATO IL CORPO ASSORBE O CEDE CALORE SENZA VARIARE LA SUA TEMPERATURA: DT = 0 L ENERGIA CEDUTA/ASSORBITA SOTTO FORMA DI CALORE VIENE UTILIZZATA DAL CORPO PER

6 DURANTE UN PASSAGGIO DI STATO IL CORPO ASSORBE O CEDE CALORE SENZA VARIARE LA SUA TEMPERATURA: DT = 0 L ENERGIA CEDUTA/ASSORBITA SOTTO FORMA DI CALORE VIENE UTILIZZATA DAL CORPO PER CAMBIARE IL PROPRIO STATO FISICO (LA STRUTTURA MOLECOLARE). Le molecole si allontanano nel passaggio solido-liquido, mentre nel passaggio liquido-aeriforme si rompono i legami molecolari.

CORPO PER CAMBIARE IL PROPRIO STATO FISICO (LA STRUTTURA MOLECOLARE).

7 + Solida + Liquida IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO SOLIDO-LIQUIDO È DATO DALLA FORMULA: IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO LIQUIDO-AERIFORME È DATO DALLA FORMULA: Q Q mq m Q v f CALORI LATENTI DI FUSIONE E VAPORIZZAZIONE IL CALORE LATENTE È LA QUANTITÀ DI CALORE CHE OCCORRE FORNIRE A 1 KG DI SOSTANZA PERCHÉ AVVENGA IL PASSAGGIO DI STATO

DALLA FORMULA: Q Q mq m Q v f CALORI LATENTI DI FUSIONE E VAPORIZZAZIONE IL CALORE LATENTE È

8 PROBLEMA 1 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE NECESSARRIA PER PORTARE 3 kg D ACQUA DA 5 C A 75 C. IL CALORE SPECIFICO DELL ACQUA è 1 cal/(g C). OCCORRE UTILIZZARE LA LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA. DATO CHE IL CALORE SPECIFICO è ESPRESSO IN cal/ (g C), LA MASSA VA TRASFORMATA IN g. m = 3 kg = 3000 g cal Q mcs DT 3000 g g C 75 5C cal kcal SE IL FORNELLO A GAS FORNISCE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 60 kcal/min, QUANTO TEMPO IMPIEGO? t Q Q fornello 210 kcal kcal 60 min 3,5 min

DATO CHE IL CALORE SPECIFICO è ESPRESSO IN cal/ (g C), LA MASSA VA TRASFORMATA IN g.

9 PROBLEMA 2 CALCOLA LA MASSA DI MERCURIO CHE ALLA TEMPERATURA DI SOLIDIFICAZIONE (- 39 C) CEDE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 8, 424 X 10 3 PER PASSARE DALLO STATO LIQUIDO ALLO STATO SOLIDO. (Q F = 1,17 X 10 3 J/kg) 3 Q 8,42410 J m 7,2 kg Q J f 3 1,17010 kg PROBLEMA 3 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE CHE 5 L DI VAPORE ACQUEO A 130 C DEVONO CEDERE PER CONDMSARE COMPLETAMENE. (Q V = 539 kcal/kg) Q1 = CALORE CHE DEVE CEDEREA IL VAPORE ACQUEO PER PASSARE DA 130 C A 100 C (TEMPERATURA D EBOLLIZIONE) Q2 = CALORE CHE DEVE CEDERE IL VAPORE ACQUEO PER CONDENSARE COMPLETAMENTE cal Q g g C J Q2 5 kg kcal cal 2695 kcal kg C cal kcal Q TOT Q Q ( ) kcal kcal

(Q F = 1,17 X 10 3 J/kg) 3 Q 8,42410 J m 7,2 kg Q J f 3 1,17010 kg PROBLEMA 3 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE CHE 5 L DI VAPORE ACQUEO A 130 C DEVONO CEDERE PER CONDMSARE

10 QUANDO DUE CORPI A TEMPERATURE DIVERSE, MESSI A CONTATTO, RAGGIUNGONO LA STESSA TEMPERATURA, SI DICONO IN UNO STATO D EQUILIBRIO TERMICO. LA TEMPERATURA RAGGIUNTA SI CHIAMA TEMPERATURA D EQUILIBRIO. 1. SE I CORPI HANNO LA STESSA MASSA E SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA ARITMETICA DELLE TEMPERATURA: T EQ T 1 T SE I CORPI SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA MA SONO HANNO MASSA DIVERSA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA PESATA DELLE TEMPERATURA : T EQ m 1 T m 1 1 m m 2 2 T 2

SE I CORPI HANNO LA STESSA MASSA E SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA ARITMETICA DELLE

11 IL CORPO A TEMPERATURA PIÙ ALTA CEDE CALORE E DIMINUISCE LA SUA TEMPERATUTA. IL CORPO A TEMPERATURA PIÙ BASSA ASSORBE CALORE E AUMENTA LA SUA TEMPERATURA, FINO A QUANDO RAGGIUMNGONO LA STESSA TEMPERATURA. TEMPERATURA D EQUILIBRIO

12 PROBLEMA SI MESCOLANO DUE BICCHIERI DI ACQUA. IL PRIMO BICCHIERE CONTIENE 300 g DI ACQUA ALLA TEMPERATURA DI 5 C. IL SECONDO BICCHIERE CONTIENE 100 g ALLA TEMPERATURA DI 90 C. CALCOLA LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO. T EQ 300 g 5 C 100 g 90 C g C 26, g 100 g 400 g C

IL SECONDO BICCHIERE CONTIENE 100 g ALLA TEMPERATURA DI 90 C.

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