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2 vedere filmato eseguire esperimento 2

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12 se ne deduce che nello studio dei processi termici è opportuno che nello studio dei termici opportuno procedere all isolamentotermico 12

13 Due corpi, inizialmente a livelli termici diversi, posti a contatto fra di loro raggiungono l equilibrio termico. Equilibrio termico fra due corpi di egual natura e di massa diversa due corpi di egual natura e di egual massa due corpi di diversa natura ma di egual massa capacità termica calore specifico isidoro.sciarratta@alice.it 13

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18 blocco di marmo pezzo di ferro pezzo di legno gomma panno di lana ogni pezzo è a contatto con un termometro. Tutti i termometri indicano la stessa temperatura. Eppure a toccarli singolarmente provocano la sensazione di essere alcuni più caldi, altri più freddi isidoro.sciarratta@alice.it 18

19 toccare un medesimo corpo: direttamente dopo aver immerso la mano in acqua fredda dopo aver immerso la mano in acqua calda Ancora una volta si registrano sensazioni diverse in tutte e tre i casi, eppure il corpo è in equilibrio termico con l ambiente. Appare evidente la necessità di uno strumento fondato su una proprietà intrinseca ed inequivocabile atta a stabilire il livello termico di un corpo: il termometro isidoro.sciarratta@alice.it 19

20 richiamare l attenzione sui seguenti fatti: un fatto è la sensazione di freddo e di caldo legata allo stato termico di un corpo quale egli è in una ben precisa situazione i di quest ultimo: il livello ll termico ossia la temperatura; un altro fatto è che per cambiare lo stato t termico di un corpo è necessario somministrargli in un qualche modo (per strofinio, per riscaldamento, per irraggiamento, ) un quid che noi chiamiamo energia termica ossia calore isidoro.sciarratta@alice.it 20

21 coesistenza ghiaccio-acqua alla pressione di 1 atmosfera coesistenza acqua bollente-vapore alla pressione di 1 atmosfera isidoro.sciarratta@alice.it 21

22 definizione di C isidoro.sciarratta@alice.it 22

23 Corpo in equilibrio termico con blocco di ghiaccio acqua corrente di rubinetto acqua bollente fornello elettrico fiamma 23

24 questi due becker contengono inizialmente acqua a temperatura ambiente e sono riscaldati con bruciatori identici. In quale dei due l acqua bollirà per prima? Ripetitività confrontabilità additività isidoro.sciarratta@alice.it 24

25 due bicchieri isolanti di polistirene espanso con i loro coperchi ed una coppia di piccoli riscaldatori elettrici usati per fornire calore all acqua entro i bicchieri. Questi riscaldatori vengono accesi e spenti insieme. Le due cannucce da bibita sono d usate come agitatori per mescolare bene lacqua nei l acqua nei bicchieri prima di misurare la temperatura. isidoro.sciarratta@alice.it 25

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27 note per l insegnante: si decide la potenza elettrica che si vuole sviluppare quindi si sceglie il tipo di alimentatore (V, I) pile o alimentatori (la scelta va fatta in modo oculato in entrambi i casi) si calcola la resistenza finale che si vuole raggiungere si sceglie il conduttore (materiale, sezione, lunghezza, ) (perché la constantana o il Ni-Cr, ma non ad esempio il rame ) si procede alla costruzione della spiralina isidoro.sciarratta@alice.it 27

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31 Esperimento eseguito con acqua distillata cap. (ml) m (g) V (V) I (A) t (s) E el (J) Q (cal) t i ( C) t f ( C) ,0 1, ,0 584,8 18,50 22, ,1 1, ,1 1361,5 10,40 19,5 esperimento con alcol denaturato cap. (ml) m (g) V (V) I (A) t (s) E el (J) Q (cal) t i ( C) t f ( C) ,00 6,1 1, ,2 1391,8 11,4 26,9 liquido densità cs g/mmc cal/ml* C acqua 1,00 1,0 alcol 0,81 0,6 N.B. Si possono eseguire altre prove con H2O a varie temperature di inizio isidoro.sciarratta@alice.it 31

32 una versione ingrandita del precedente apparecchio: qui le perdite di calore sono molte piccole. I riscaldatori sono sulla tavola davanti ai recipienti di polistirene espanso. i i tidi Quando sono immersi nei recipienti vengono accesi o spenti insieme mediante l interruttore che si vede tra i due recipienti. I due sostegni universali reggono gli agitatori reggono gli agitatori elettrici e i termometri. La pila tra i due recipienti fa funzionare gli agitatori. I coperchi non sono fotografati. isidoro.sciarratta@alice.it 32

33 mettere anche in evidenza, mediante l esperimento, che si richiede sempre la stessa quantità di calore per innalzare la temperatura di uno stesso corpo di un egual intervallo di temperatura, qualunque sia la temperatura iniziale del corpo. isidoro.sciarratta@alice.it 33

34 carica elettrica q (C) corrente elettrica I (A) potenziale elettrico V (V) come livello elettrico lavoro elettrico L = q V (J) V sta per salto di livello elettrico potenza elettrica P = L/t (W) P = V I ma allora L = V I t isidoro.sciarratta@alice.it 34

35 liquido e altezza capacità vasi comunicanti flusso attraverso un foro (rubinetto) e relativa velocità di effluvio calore (energia termica) e temperaturat flusso di calore attraverso una parete energia elettrica e potenziale (livello elettrico) circuito elettrico corrente elettrica (carica elettrica in moto) isidoro.sciarratta@alice.it 35

36 corrisponde alla quantità di calore (energia termica) atta a produrre l innalzamento di 1 C della temperatura di 1 grammo di acqua distillata alla pressione atmosferica. osservazioni: 14,5 15,5 C considerazioni sui sistemi di unità di misura isidoro.sciarratta@alice.it 36

37 quantità di lavoro elettrico somministrato per ottenere lo stesso effetto: innalzamento di 1 C della temperatura di 1 grammo di acqua distillata alla pressione atmosferica isidoro.sciarratta@alice.it 37

38 quantità di calore somministrato per ottenere lo stesso effetto: innalzamento di 1 C della temperatura di 1 grammo di acqua distillata alla pressione atmosferica isidoro.sciarratta@alice.it 38

39 occorre ora trovare una base di confronto fra il lavoro elettrico ed il calore somministrato per ottenere lo stesso effetto: innalzamento di 1 C della temperatura di 1 grammo di acqua distillata alla pressione atmosferica isidoro.sciarratta@alice.it 39

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41 Un corpo soggetto a scambi di calore subisce: variazioni di temperatura dilatazioni e contrazioni cambiamenti di stato di aggregazione isidoro.sciarratta@alice.it 41

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