I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) Appunti BREVI CENNI TEORICI SULLA TERMOLOGIA Corso di Fisica e Laboratorio – prof. Massimo Manvilli SEZIONE ITI – ITCG Cattaneo -­‐ Castelnovo ne’ Monti (RE) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CALORE, TEMPERATURA E SENSAZIONE TERMICA Il contatto con un corpo estraneo produce, attraverso la pelle, una sensazione termica più o meno intensa; i
termini “caldo” e “freddo” vengono normalmente legati a questa sensazione, che però, come vedremo, può
essere ingannevole.
Quando mettiamo a contatto un corpo “caldo” ed uno “freddo” possiamo verificare che , dopo un tempo
sufficientemente lungo, entrambi si portano alla stessa temperatura (producono la medesima sensazione
termica).
Questo Principio dell’Equilibrio Termico ha una certa analogia con il Principio dei vasi comunicanti ;
infatti mettendo in comunicazione due recipienti contenenti lo stesso liquido a livelli diversi, dopo un
intervallo di tempo il liquido raggiunge in entrambi lo stesso livello ed il movimento si interrompe.
Questa analogia indusse i fisici a ritenere che al contatto tra i due corpi una certa quantità di “calore”
passasse dal corpo a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa.
Fino agli inizi del 1800 si credette che il calore fosse un fluido invisibile ed imponderabile, detto “fluido
calorico” che poteva generarsi dalla combustione di alcuni materiali e trasmettersi da un corpo ad un altro
conservandosi.
Si constatò però che era possibile fornire calore ad un corpo anche compiendo
lavoro meccanico su di esso : un metallo si scalda quando è lavorato con una lima o
una sega , si libera calore dai freni di un veicolo in corsa durante la frenata ecc.
Questa teoria divenne man mano meno sostenibile e fu gradualmente abbandonata,
agli inizi del 1800, quando si fece strada l’idea che il calore fosse una particolare
forma di energia.
Questa idea fu sottoposta a verifica sperimentale da Sir James Prescott Joule e diede
risposta positiva.
Il calore infatti altro non è che energia posseduta dalle particelle che costituiscono la
materia.
Come è noto ogni corpo può pensarsi costituito da innumerevoli particelle dette
molecole estremamente piccole e separate da spazi vuoti.
Queste molecole sono in continuo movimento ; questo moto di agitazione termica è
tanto più vivace quanto più alta è la temperatura .
A seconda dello stato di aggregazione si possono avere tipi di movimento diversi:
- Solidi = Vibrazione casuale attorno alla posizione di equilibrio
- Liquidi = Spostamento con scorrimento delle molecole le une sulle altre
- Gas
= Spostamento casuale delle molecole, distanti tra loro e più “libere” di muoversi
le une rispetto alle altre. Frequenti urti tra molecola e molecola oltre che tra
molecole e pareti del contenitore (pressione)
In ogni caso le molecole possiedono una velocità istantanea, oltre che una massa, e quindi possiedono
energia cinetica oltre che energia potenziale derivante dalle forze che agiscono tra una particella e l’altra ( a
volte trascurabile , come può accadere per i gas) . Ogni corpo quindi possiede una energia interna
indipendente da qualsiasi forma di energia cinetica o potenziale del corpo nel suo complesso.
Questa energia interna è quella che può essere scambiata tra un corpo e l’altro .
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 1 "direttamente"proporzionale"all’energia"cinetica"media"delle"
ecole."
Corso%di%Fisica%
on"i"termometri"che"si"basano"normalmente(ma"non"sempre)"
BREVI%%RICHIAMI%%TEORICI%PER%IL%RECUPERO%%%%8%%%TERMOLOGIA%%%%%8%%%%%%%%%%%%%%Classi%2°%
I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) Corso%di%Fisica%
zione"dei"materiali"associata"alle"variazioni"di"temperatura"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
BREVI%%RICHIAMI%%TEORICI%PER%IL%RECUPERO%%%%8%%%TERMOLOGIA%%%%%8%%%%%%%%%%%%%%Classi%2°%
"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
Attorno
al 1860 J.C. Maxwell elaborò la Teoria Cinetica dei gas nella quale applicò alle molecole di un
emperatura"di"un"solido""è"alta"significa"che"la"vibrazione"delle"
Gli"atomi"e/o"le"molecole"che"costituiscono"la"materia"sono"normalmente"in"movimento.""
"
gas, considerate particelle di materia libere da ogni tipo di legame quindi indipendenti le une rispetto alle
A"seconda""dello"stato"di"aggregazione"si"hanno"tipi"di"movimento"diversi:"
molto"“violenta”";"ogni"molecola"possiede"molte""energia"cinetica."
Gli"atomi"e/o"le"molecole"che"costituiscono"la"materia"sono"normalmente"in"movimento.""
altre ( “gas
perfetti”), le leggi della meccanica di Newton.
"
A"seconda""dello"stato"di"aggregazione"si"hanno"tipi"di"movimento"diversi:"
"A"ha"temperatura"superiore"ad"un"corpo"B"significa"che"le"sue"
Per i “gas perfetti”, riuscì a determinare un legame particolarmente semplice tra temperatura ed energia
="vibrazione"casuale"attorno"alla"posizione"di"equilibrio"
ingolarmente,"vibrano"“di"più”"di"quelle"del"corpo"B"
cinetica" !"Solidi""
media delle
molecole, dimostrando che l’energia cinetica media delle singole molecole è
!"Liquidi""
="Spostamento"con"scorrimento""delle"molecole"le"une"sulle"altre"
!"Solidi""
="vibrazione"casuale"attorno"alla"posizione"di"equilibrio"
direttamente proporzionale alla temperatura :
!"Gas"" ="Spostamento"con"scorrimento""delle"molecole"le"une"sulle"altre"
="Spostamento"delle"molecole"distanti"tra"loro"e"più"“libere”"di"muoversi"le"une"""
te$un$legame$particolarmente$semplice$tra$
!"Liquidi""
delle$(singole)molecole$$:$
""""""""""""""""""""""rispetto"alle""altre"
!"Gas""
="Spostamento"delle"molecole"distanti"tra"loro"e"più"“libere”"di"muoversi"le"une"""
3
(K è una costante e la temperatura va espressa
a$va$espressa$nella$scala$Kelvin$$;$vedi$$
Ec = _ K T
" """"""""""""""""""""""rispetto"alle""altre"
nella scala Kelvin - vedi in seguito)
2
" Temperatura)"="" Descrive"lo"stato"termico"di"un"corpo."
atura$indicano$che$le$singole$molecole$
"
Nel"linguaggio"comune"viene"associata"ai"termini"“caldo”"e"“freddo”"legati"
o$si$spostano$con$velocità$particolarmente$elevata.$
NelTemperatura)"=""
caso dei gas, valori Descrive"lo"stato"termico"di"un"corpo."
alti della temperatura indicano che le singole molecole possiedono molta energia
"
alla"sensazione"fisica"che"si"prova"toccando"un"corpo"estraneo"(che"come"
Nel"linguaggio"comune"viene"associata"ai"termini"“caldo”"e"“freddo”"legati"
cinetica ovvero si spostano
con velocità media particolarmente elevata.
vedremo"in"seguito"risulta"spesso"ingannevole"e"non"affidabile)."
alla"sensazione"fisica"che"si"prova"toccando"un"corpo"estraneo"(che"come"
molecole""che"costituiscono"un"corpo"che"viene"scambiata"con"
Questa proporzionalità può
essere dimostrata anche nel caso dei fluidi, in cui però si ha maggiore influenza
E’"un"valore"direttamente"proporzionale"all’energia"cinetica"media"delle"
vedremo"in"seguito"risulta"spesso"ingannevole"e"non"affidabile)."
tono"differenze"di"temperatura."
delle forze intermolecolari
di legame che determinano l’esistenza di energia potenziale.
singole"molecole."
E’"un"valore"direttamente"proporzionale"all’energia"cinetica"media"delle"
energia"termica)"posseduta"da"un"corpo"può"essere"considerata"
"Si"misura"con"i"termometri"che"si"basano"normalmente(ma"non"sempre)"
singole"molecole."
nergie"cinetiche"di"tutte"le"molecole"che"lo"costituiscono."
Temperatura ="Ssulla"dilatazione"dei"materiali"associata"alle"variazioni"di"temperatura"
Descrive lo stato termico di un corpo. i"misura"con"i"termometri"che"si"basano"normalmente(ma"non"sempre)"
E’"evidente"che""nel"contatto"tra"due"corpi"solidi"a"
E’ un valore direttamente proporzionale all’energia cinetica media delle singole """"""""""""
sulla"dilatazione"dei"materiali"associata"alle"variazioni"di"temperatura"
temperatura"differente"le"molecole"che"vibrano"“di"più”"
Esempio":""
Quando"la"temperatura"di"un"solido""è"alta"significa"che"la"vibrazione"delle"
molecole. Si misura con i termometri che si basano normalmente (ma non """"""""""""
urtando"quelle"che"vibrano"“di"meno”"cedono"energia"a"
molecole"è"molto"“violenta”";"ogni"molecola"possiede"molte""energia"cinetica."
sempre) sulla dilatazione dei materiali associata alle variazioni di temperatura. Esempio":"" Quando"la"temperatura"di"un"solido""è"alta"significa"che"la"vibrazione"delle"
queste"ultime"(per"contatto")."
Se"un"corpo"A"ha"temperatura"superiore"ad"un"corpo"B"significa"che"le"sue"
molecole"è"molto"“violenta”";"ogni"molecola"possiede"molte""energia"cinetica."
Nel linguaggio comune viene associata ai termini “caldo” e “freddo” legati alla
Le"molecole""poste"sulla"zona"di"contatto"trasmettono"poi"
molecole","singolarmente,"vibrano"“di"più”"di"quelle"del"corpo"B"
Se"un"corpo"A"ha"temperatura"superiore"ad"un"corpo"B"significa"che"le"sue"
sensazione fisica che si prova toccando un corpo estraneo
"
per"“"urto”"questa"energia"a"tutte"le"altre."
molecole","singolarmente,"vibrano"“di"più”"di"quelle"del"corpo"B"
Nel$caso$dei$cosiddetti$“gas$perfetti”$esiste$un$legame$particolarmente$semplice$tra$
Il"processo"termina"quando"le"molecole"di"entrambi"i"corpi"
"
Quando
la temperatura di un solido è alta significa che la vibrazione delle sue molecole
è molto “violenta”
temperatura$ed$energia$cinetica$media$delle$(singole)molecole$$:$
3
Nel$caso$dei$cosiddetti$“gas$perfetti”$esiste$un$legame$particolarmente$semplice$tra$
hanno"raggiunto"lo"stesso"livello"di"energia"cinetica"media"
_KT
(in$cui$K$è$una$costante$e$la$temperatura$va$espressa$nella$scala$Kelvin$$;$vedi$$
Ec
=
Ogni
molecola
possiede
molte
energia
cinetica.
Se
un
corpo
(A)
ha
temperatura
superiore
ad un corpo (B)
temperatura$ed$energia$cinetica$media$delle$(singole)molecole$$:$
3
ovvero"la"stessa"temperatura"
in$seguito)$
2
_
significa
che le sue molecole , singolarmente, vibrano “di più” di quelle del corpo
(in$cui$K$è$una$costante$e$la$temperatura$va$espressa$nella$scala$Kelvin$$;$vedi$$
Ec =(B) K T
Nel$caso$dei$gas$$valori$alti$della$temperatura$indicano$che$le$singole$molecole$
"
" in$seguito)$
"
"
"
"
2
possiedono$molta$energia$cinetica$ovvero$si$spostano$con$velocità$particolarmente$elevata.$
Nell’urto"(contatto)""le"molecole"di"(A)"che"hanno"più"energia"
Nel$caso$dei$gas$$valori$alti$della$temperatura$indicano$che$le$singole$molecole$
"
" Calore " = Energia "
cinetica delle molecole che costituiscono un corpo che viene scambiata con possiedono$molta$energia$cinetica$ovvero$si$spostano$con$velocità$particolarmente$elevata.$
ne"cedono""una"parte"alle"molecole"di"(B)."
Calore)"="Energia"cinetica"delle"molecole""che"costituiscono"un"corpo"che"viene"scambiata"con"
altri c
orpi quando esistono differenze di temperatura. La quantità di calore "
"
"
"
Dopo"un"certo"tempo"tutte"le"molecole"hanno"raggiunto"la"
altri"corpi"quando"esistono"differenze"di"temperatura."
(energia termica) posseduta da un corpo può essere considerata come la somma Calore)"="Energia"cinetica"delle"molecole""che"costituiscono"un"corpo"che"viene"scambiata"con"
stessa"energia"ovvero"la"stessa"temperatura"denominata"
La"quantità"di"calore"(energia"termica)"posseduta"da"un"corpo"può"essere"considerata"
altri"corpi"quando"esistono"differenze"di"temperatura."
delle energie cinetiche di tutte le molecole che lo costituiscono. “temperatura)di)equilibrio)termico”"
come"la"somma"delle"energie"cinetiche"di"tutte"le"molecole"che"lo"costituiscono."
La"quantità"di"calore"(energia"termica)"posseduta"da"un"corpo"può"essere"considerata"
E’"evidente"che""nel"contatto"tra"due"corpi"solidi"a"
come"la"somma"delle"energie"cinetiche"di"tutte"le"molecole"che"lo"costituiscono."
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
1"
T(A) > T(B)
temperatura"differente"le"molecole"che"vibrano"“di"più”"
E’"evidente"che""nel"contatto"tra"due"corpi"solidi"a"
rof."Massimo"manvilli"
urtando"quelle"che"vibrano"“di"meno”"cedono"energia"a"
T(A) > T(B)
temperatura"differente"le"molecole"che"vibrano"“di"più”"
E’ evidente che nel contatto tra due corpi solidi a temperatura
queste"ultime"(per"contatto")."
urtando"quelle"che"vibrano"“di"meno”"cedono"energia"a"
differente le molecole che vibrano “di più” urtando quelle che
(B)
Le"molecole""poste"sulla"zona"di"contatto"trasmettono"poi"
queste"ultime"(per"contatto")."
(A)
vibrano “di meno” cedono energia a queste ultime (per contatto).
per"“"urto”"questa"energia"a"tutte"le"altre."
(B)
Le"molecole""poste"sulla"zona"di"contatto"trasmettono"poi"
Le molecole poste nella zona di contatto trasmettono poi per
(A)
Il"processo"termina"quando"le"molecole"di"entrambi"i"corpi"
per"“"urto”"questa"energia"a"tutte"le"altre."
“ urto” questa energia a tutte le altre. Il processo termina quando le
hanno"raggiunto"lo"stesso"livello"di"energia"cinetica"media"
Il"processo"termina"quando"le"molecole"di"entrambi"i"corpi"
molecole di entrambi i corpi hanno raggiunto lo stesso livello di
ovvero"la"stessa"temperatura"
hanno"raggiunto"lo"stesso"livello"di"energia"cinetica"media"
Temp. di equilibrio
la stessa
temperatura.
"energia" cinetica
" media,
" ovvero
"
"
Te(A) = Te(B)
ovvero"la"stessa"temperatura"
Temp. di equilibrio
"Nell’urto"(contatto)""le"molecole"di"(A)"che"hanno"più"energia"
"
"
"
"
"
Te(A) = Te(B)
Nell’urto (contatto) le molecole di (A) che hanno più energia ne
ne"cedono""una"parte"alle"molecole"di"(B)."
Nell’urto"(contatto)""le"molecole"di"(A)"che"hanno"più"energia"
cedono una parte alle molecole di (B). Dopo un certo tempo tutte le
Dopo"un"certo"tempo"tutte"le"molecole"hanno"raggiunto"la"
(B)
ne"cedono""una"parte"alle"molecole"di"(B)."
(A)
stessa"energia"ovvero"la"stessa"temperatura"denominata"
molecole hanno raggiunto la stessa energia ovvero la stessa
Dopo"un"certo"tempo"tutte"le"molecole"hanno"raggiunto"la"
(B)
“temperatura)di)equilibrio)termico”"
temperatura denominata “temperatura di equilibrio termico”.
(A)
stessa"energia"ovvero"la"stessa"temperatura"denominata"
“temperatura)di)equilibrio)termico”"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
1" a
L’energia termica si muove spontaneamente dal corpo a temperatura maggiore verso quello
ITCG"CATTANEO""!""Corso"di"Fisica""!""prof."Massimo"manvilli"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
" temperatura minore.
ITCG"CATTANEO""!""Corso"di"Fisica""!""prof."Massimo"manvilli"
1"
"
Il calore
quindi ha un verso naturale di propagazione : dai corpi a temperatura più alta verso quelli a
temperatura più bassa.
Il passaggio inverso può essere ottenuto solamente in maniera “forzata” cioè compiendo lavoro dall’esterno
(frigoriferi).
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 2 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) "
L’energia$termica$si$muove$spontaneamente$dal$corpo$a$temperatura$maggiore$verso$$quello$a$
temperatura$minore.$
"
----- Esempio ------------------------------------------------------------------------------------------------------------Il"calore"quindi"ha"un"verso"naturale"di"propagazione."
Supponiamo di mettereIl"passaggio"inverso"può"essere"ottenuto""solamente"in"maniera"“forzata”"cioè"compiendo"lavoro"
a contatto due corpi di massa diversa ( m(A) < m(B) ) con temperature differenti
tali che T(A)>T(B). Il corpo
(A) presenta temperatura maggiore per cui le sue molecole possiedono
dall’esterno"(frigoriferi)."
maggiore energia cinetica
" rispetto a quelle di (B) quindi
T(A) > T(B)
Esempio":""
attraverso il contatto l’energia
termica si trasferirà da (A)
m(A) < m(B)
(B)
verso (B) . Osservando "però che le molecole del corpo (B) ,
Supponiamo"di"mettere"a"contatto"due"
pur se considerate singolarmente
possiedono
meno
energia
corpi"di"massa"diversa"("m(A)"<"m(B)")"con"
(A)
cinetica rispetto a quelletemperature"differenti"tali"che""T(A)>T(B)."
di (A) sono in maggior numero,
potrebbe accadere che la
quantità di energia termica (calore)
Il"corpo"(A)"presenta"temperatura"
maggiore"per"cui"le"sue"molecole"
complessivamente posseduta dal corpo (B) risulti maggiore
di quella contenuta nel possiedono"maggiore"energia"cinetica"
corpo (A).
rispetto"a"quelle"di"(B)"quindi"attraverso"il"
contatto"l’energia"termica""si"trasferirà"da"
In poche parole può accadere
che il corpo (B) possieda
(A)"verso"(B)"."
complessivamente più calore
(somma delle energie di tutte le sue molecole) del corpo (A) anche se durante
Osservando"però"che""le"molecole"del""corpo"(B)"","pur"se"considerate"singolarmente""possiedono"
meno"energia"cinetica"rispetto"a"quelle"di"(A)"sono"in"maggior"numero,"potrebbe"accadere"che"la"
il contatto il calore fluisce
spontaneamente da (A) verso (B).
quantità"di"energia"termica"(calore)"complessivamente""posseduta"dal"corpo"(B)"risulti"maggiore"
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------di"quella"contenuta"nel"corpo"(A)."
I concetti fin qui richiamati
e riferiti principalmente ai solidi valgono anche per liquidi e gas ( fluidi) . La
In"poche"parole"può"accadere"che"il"corpo"(B)"possieda"complessivamente"più"calore"(somma"
differenza tra solidi e fluidi
è
dovuta principalmente al differente tipo di movimento che hanno le molecole.
delle"energie"di"tutte"le"sue"molecole)"del"corpo"(A)""anche"se"durante"il"contatto"il"calore"fluisce"
Ad esempio quando unaspontaneamente"da"(A)"verso"(B)."
certa quantità di aria calda entra in contatto con altra aria fredda le molecole più
"
“calde” (ovvero a temperatura
maggiore) , che quindi hanno più energia cinetica , cedono parte della loro
La$sensazione$termica$
energia a quelle più “fredde” , che ne hanno meno .
$
Per"valutare"la"temperatura"di"un"corpo"non"ci"si"può"basare"sulla"sensazione"termica"
superficiale"conseguente"al"contatto"con"una"parte"del"nostro"corpo."
La sensazione termica
Se"tocchiamo"un"oggetto"di"metallo"e"un"oggetto"di"legno"posti"nello"stesso"luogo"da"molto"
tempo","che"quindi"si"sono"scambiati"calore"ed"hanno"raggiunto"la"temperatura"di"equilibrio"
Per valutare la temperaturatermico"(uguale"per"entrambi)","proviamo"sensazioni"differenti."
di un corpo non ci si può basare sulla sensazione termica superficiale
conseguente al contatto conIl"metallo"ci"sembra"più"freddo"del"legno,"ma"questo"non"è"vero."
una parte del nostro corpo. Se tocchiamo un oggetto di metallo e un oggetto di
La"nostra"sensazione"termica"dipende"dal"fatto"che"il"nostro"corpo","a"temperatura"di"circa""
legno posti nello stesso luogo
da molto tempo , che quindi si sono scambiati calore ed hanno raggiunto la
36°"C","cede"calore"ai"due"oggetti,"ma"lo"cede"più"rapidamente"al"metallo"perché"è"un"ottimo"
temperatura di equilibrio termico
(uguale per entrambi) , proviamo sensazioni differenti.
conduttore"di"calore"e"quindi"lo"assorbe"rapidamente".""
Il metallo ci sembra più freddo
del legno, ma questo non è vero. La nostra sensazione termica dipende dal
La"sensazione"di"“freddo”"è"legata"alla"velocità"con"cui"il"nostro"corpo"cede"calore"e"non""alla"
fatto che il nostro corpo , aeffettiva"temperatura"dell’oggetto"che"abbiamo"toccato."
temperatura di circa 36° C , cede calore ai due oggetti, ma lo cede più
rapidamente al metallo "perché è un ottimo conduttore di calore e quindi lo assorbe rapidamente .
"
La sensazione di “freddo”
è legata alla velocità con cui il nostro corpo cede calore e non alla effettiva
"
temperatura dell’oggetto
che abbiamo toccato.
I"concetti"fin"qui"richiamati"riferendosi"principalmente"ai"solidi"valgono"anche"per"liquidi"e"gas"("
fluidi)".""
La"differenza"tra"solidi"e"fluidi"è"dovuta"principalmente"al"differente"tipo"di"movimento"che"
hanno"le"molecole."
Data l’inaffidabilità della nostra sensazione termica tattile si è imposta
Quando"una"certa"quantità"di"aria"calda"entra"in"contatto"con"altra"aria"fredda"le"molecole"più"
l’esigenza di misurare la temperatura basandosi su effetti fisici oggettivi e
“calde”"(ovvero"a"temperatura"maggiore)","che"quindi"hanno"più"energia"cinetica","cedono"parte"
misurabili.
della"loro"energia"a"quelle"più"“fredde”","che""ne"hanno"meno"."
Sono nati così i termoscopi ed i termometri.
"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
ITCG"CATTANEO""!""Corso"di"Fisica""!""prof."Massimo"manvilli"
2"
"
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 3 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) Intervallo di
riferimento
MISURA
DELLA
TEMPERATURA
MISURA"DELLA"TEMPERATURA"
"
La temperatura viene misurata con i termometri . Un fluido
La"temperatura"viene"misurata"con"i"termometri"."
aumentando la sua temperatura normalmente si dilata ed
Un"fluido"aumentando"la"sua"temperatura"normalmente"si"
aumenta il proprio volume; si può quindi tarare lo
dilata"ed"aumenta"il"proprio"volume;"si"può"quindi"tarare"
strumento in modo da far corrispondere ad ogni valore del
lo"strumento"in"modo"da"far"corrispondere"ad"ogni"valore"
volume di fluido il valore delle temperatura raggiunta.
del"volume"di"fluido"il"valore"delle"temperatura"raggiunta."
Es.":"termometro"a"mercurio"
Esempio . : Termometro a mercurio
Il"mercurio"viene"utilizzato"in"quanto,"essendo"un"metallo,"
Il mercurio viene utilizzato in quanto, essendo un
raggiunge"rapidamente"la"temperatura"di"equilibrio"con"il"
metallo, raggiunge rapidamente la temperatura di
corpo"con"cui""è"messo"a"contatto"e"solidifica"a"circa"!
equilibrio con il corpo con cui è messo a contatto e
39,5°C""per"cui"è"idoneo"all’uso"in"condizioni""ambientali"
fusione
ebollizione
comuni." solidifica a circa - 39,5°C , per cui è idoneo all’uso
del ghiaccio
in
condizioni
ambientali
comuni.
Quando"si"devono"misurare"temperature"molto"basse"si"fa"
di"solito""ricorso"a"termometri"a"gas."
In"realtà"il"termometro""indica"la"distanza"tra"lo"stato"termico"del"corpo"che"si"sta"esaminando"e"
Quando si devono misurare temperature molto basse si fa di solito ricorso a termometri a gas.
due"stati"termici"di"riferimento"(misura"quindi"differenze"di"temperatura)."
In realtà il termometro indica la distanza tra lo stato termico del corpo che si sta esaminando e due stati
I$due$stati$termici$assunti$come$riferimento$sono$$i$valori$della$temperatura$dell’acqua$durante$$i$
termici di riferimento (misura quindi differenze di temperatura).
due$cambiamenti$di$stato$della$solidificazione$(fusione$del$ghiaccio)$e$della$ebollizione$in$
I due stati termici assunti come riferimento sono i valori della temperatura dell’acqua durante i due
condizioni$standard$di$pressione.$
cambiamenti di stato della solidificazione (fusione del ghiaccio) e della ebollizione in condizioni standard
(ricorda"che"durante"i"cambiamenti"di"stato"si"verifica"il"fenomeno"della"“sosta"termica”"che"
di pressione. (ricorda che durante i cambiamenti di stato si verifica il fenomeno della “sosta termica” che
permette"di"tarare"correttamente"il"termometro)"
permette di tarare correttamente il termometro). "
SCALE DI TEMPERATURA
Scala Celsius :
TEMPERATURA DI
EBOLLIZIONE DELL'ACQUA
Scala Kelvin :
Attribuisce valore 0 alla temperatura di fusione del ghiaccio e valore 100 alla
temperatura di ebollizione dell’acqua . L’intervallo tra i due punti fissi viene
suddiviso in 100 parti (scala centigrada); ciascuna di queste suddivisioni
corrisponde ad un grado Celsius ( o centigrado).
Questa
comportato l’esistenza
di temperature
negative.
100 scelta ha373,15
212
80
1°C = 1K
Il valore zero viene attribuito allo Zero Assoluto in quanto
1°Ctemperatura
= 1,8 °F minima
raggiungibile in natura . Viene mantenuta la suddivisione
tra i due
1°Cdell’intervallo
= 0,8 °R
punti fissi in 100 parti per cui l’ampiezza di un grado Kelvin è uguale a quella di
un grado Celsius.
293,25
68
16 positivi delle temperature .
In20
questo modo si
possono avere solamente
valori
20*0,8
20*1,8
Scala Fahrenheit : E’0,00
ancora in uso273,15
soprattutto in32
Inghilterra e negli0,00
Stati Uniti. Alla temperatura di
fusione del ghiaccio è attribuito il valore 32 ed a quella di ebollizione il valore
212. L’intervallo di riferimento è quindi suddiviso in 180 gradi ; i gradi Fahrenheit
sono “più piccoli” dei Kelvin e dei0,00
Celsius. Non è quindi una scala ”centigrada” .
TEMPERATURA DI
FUSIONE DEL GHIACCIO
Scala Reamur :
TK = TC+273,15
Attribuisce valore 0 alla temperatura di fusione del ghiaccio
valore
80 alla
TF = 32e +
TC*1,8
temperatura di ebollizione dell’acqua .
TR = TC*0,8
Era in uso nei caseifici fino a non molti anni fa.
ZERO ASSOLUTO
-273,15
°C
Centigrada
(Celsius)
0,00
-459,67
K
°F
°R
Kelvin
Fahrenheit
Reaumur
"""""""
"
"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
3"
ITCG"CATTANEO""!""Corso"di"Fisica""!""prof."Massimo"manvilli"
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti "
4 due$cambiamenti$di$stato$della$solidificazione$(fusione$del$ghiaccio)$e$della$ebollizione$in$
condizioni$standard$di$pressione.$
(ricorda"che"durante"i"cambiamenti"di"stato"si"verifica"il"fenomeno"della"“sosta"termica”"che"
I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) permette"di"tarare"correttamente"il"termometro)"
"
SCALE DI TEMPERATURA
100
373,15
212
80
TEMPERATURA DI
EBOLLIZIONE DELL'ACQUA
1°C = 1K
1°C = 1,8 °F
1°C = 0,8 °R
20
293,25
68
16
20*0,8
20*1,8
0,00
0,00
273,15
32
TEMPERATURA DI
FUSIONE DEL GHIACCIO
0,00
TK = TC+273,15
TF = 32 + TC*1,8 TR = TC*0,8
-459,67
-273,15
0,00
ZERO ASSOLUTO
°F
°R
°C
K
Centigrada
Fahrenheit
Reaumur
Kelvin
(Celsius)
"""""""
" "
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
Misurare la temperatura di un corpo significa quindi stabilire la distanza del suo stato termico da 3"
ITCG"CATTANEO""!""Corso"di"Fisica""!""prof."Massimo"manvilli"
quello corrispondente ai due punti fissi assunti come riferimento. "
Zero Assoluto =
Temperatura cui corrisponde l’annullamento dell’ energia cinetica delle singole
molecole. Nella scala Celsius (che ha attribuito valore 0 e 100 alle temperature di
fusione del ghiaccio e di ebollizione) l’energia cinetica delle molecole si annulla ad
una temperatura di -273,15 gradi centigradi.
In natura non è possibile che la temperatura scenda al di sotto dello zero assoluto che
ne costituisce quindi il limite inferiore . Nella scala Kelvin (S.I.) a questo stato
termico è stato attribuito il valore zero.
Non esistono limiti teorici superiori della temperatura.
UNITA’ DI MISURA DEL CALORE
Fino alla seconda metà del 1800 si pensava che il calore fosse un “fluido invisibile , senza peso ed
indistruttibile” che poteva passare da un corpo all’altro come un fluido può fluire da un recipiente all’altro.
Era stata anche definita una unità di misura del calore : La Caloria
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 5 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) Sistema Pratico
Caloria (cal) =
quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di 1 grammo di H2O
distillata da 14,5 a 15,5 °C
Kilocaloria (Kcal) = 1000 cal = quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di 1 Kg
di H2O distillata da 14,5 a 15,5 °C
Sistema Internazionale (oggi)
Dopo aver compreso che anche il calore non è altro che una forma di energia meccanica, in particolare
energia cinetica delle molecole, è risultato evidente che l’unità di misura doveva essere la stessa
dell’energia, ovvero il Joule.
Joule ( J ) = unità di misura dell’energia meccanica e quindi anche del calore
Nel 1800 James P. Joule ideò un famoso esperimento in cui una certa quantità di lavoro
meccanico veniva trasformato in calore ceduto all’acqua contenuta in un piccolo
recipiente (mulinello di Joule). Dai calcoli e dalle misure effettuate Joule arrivò a
concludere che per far aumentare di 1K la temperatura di 1 kg di acqua era necessario
compiere un lavoro meccanico di 4186 J (equivalente meccanico del calore).
Possiamo quindi affermare che :
1 cal = 4,186 J
1 Kcal = 1000 cal = 4186 J
LA CAPACITA’ TERMICA ED IL CALORE SPECIFICO
Si può facilmente constatare che la quantità di calore richiesta per scaldare due corpi da una temperatura
iniziale t1 ad una temperatura t2 dipende dalla loro massa, ma, a parità di massa, dipende dalla natura dei
materiali di cui sono costituiti.
Se per esempio scaldiamo su due fornelli identici, mediante due recipienti uguali, 1 Kg di acqua ed 1 Kg
di mercurio possiamo facilmente verificare che mentre la temperatura dell’acqua sale di 1° C quella del
mercurio sale di circa 33° C .
Ciò significa che l’acqua richiede una quantità di calore 33 maggiore di quella del mercurio per riscaldarsi
nello stesso modo.
Per misurare la facilità di un corpo a lasciarsi scaldare (o raffreddare) sono stati introdotte due nuove
grandezze fisiche : La Capacità Termica ed il Calore Specifico.
Capacità Termica di un corpo (C) =
Quantità di calore necessaria per innalzare di 1°C (1K) la
temperatura di un corpo di massa m .
Calore specifico di una sostanza (c) =
Quantità di calore necessaria per innalzare di 1°C (1K) la
temperatura dell’unità di massa (1Kg) di una sostanza
La Capacità Termica si riferisce ad un corpo nel suo complesso , dotato di una massa definita e cambia al
variare della massa stessa , mentre il calore specifico si riferisce ad ogni Kilogrammo di sostanza ed è
quindi una caratteristica del materiale che non varia con la massa del corpo.
Il calore specifico può essere considerato uguale alla capacità termica per unità di massa.
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 6 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) In base alle definizioni precedenti si può facilmente ricavare il semplice legame tra Calore Specifico e
Capacità termica :
c*m = C
Due corpi dello stesso materiale, ma di massa diversa hanno perciò differente capacità termica, ma
identico calore specifico.
Alto valore del calore specifico :
è necessaria molta energia per far aumentare la temperatura della
sostanza.
Basso valore del calore specifico : è sufficiente poca energia per far aumentare la temperatura della
sostanza. La temperatura aumenta molto facilmente.
I valori del Calore specifico possono essere ricavati sperimentalmente tramite prove di laboratorio.
LA LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA
Un corpo di massa m deve essere portato dalla temperatura T1 alla temperatura T2 .
Vogliamo calcolare la quantità di calore necessaria.
c = calore specifico della sostanza = calore necessario per far aumentare di 1°C la temperatura di 1 Kg
della sostanza
c*m = quantità di calore per innalzare di 1°C la temperatura di tutta la massa m
c*m*(T2-T1) = c*m*∆T = quantità di calore necessaria per far aumentare di (T2-T1)°C la temperatura di
tutta la massa m
"
"
LEGGE"FONDAMENTALE"DELLA"TERMOLOGIA"
Legge Fondamentale della Termologia
Q = c m ∆T
"
"
La
formula permette di determinare il calore acquistato o ceduto dalla sostanza quando la sua temperatura
La"formula"permette"di"determinare"il"calore"acquistato"o"ceduto"dalla"sostanza"quando"la"sua"
varia
della quantità ∆T .
temperatura"varia"della"quantità"∆T"."
"
La
stessa formula può essere utilizzata
per ricavare il valore del calore specifico di una sostanza :
La"stessa"
formula"può"essere"utilizzata"per"ricavare"il"valore"del"calore"
specifico"di" una"
sostanza":"
Q
J
Kcal
cal
"
c=
Kg. K
Kg.°C
g.°C
m∆T
"
"
"
"
J
Ferro = 460
Alcuni"valori"dei""
Kg. K
"
calori"specifici":""
J
Acqua = 4186
"
Kg. K
"
J
Idrogeno = 14300
"
Kg. K
"
J
Aria (273K) = 1005
.K
Kg
"
"
"
"
MODI)DI))PROPAGAZIONE)DEL)CALORE)
" SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 7 Conduzione"
Le"molecole"si"trasmettono"energia"per"contatto."
E’"il"meccanismo"di"propagazione"prevalente"nei"solidi"in"cui"le"
I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) ---- Esempio ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Calcolare la quantità di calore necessaria per portare 100 litri di acqua dalla temperatura ambiente di
20° alla temperatura di 60° .
Volume V = 100 l = 100 dm3
Massa m = 100 Kg (1Kg/dm3 = 1Kg/l)
C(H2O) = 1 Kcal/Kg°C
∆T = 60-20 = 40°C = 40K
Q = cm∆T = 1*100*40 = 4000 Kcal
( = 4000*4186 = 16.744.000 J)
Disponendo di una caldaia da 20.000 Kcal/h , quanto tempo le risulterà necessario per ottenere questo
effetto ?
P = L/t quindi t = L/P = 4000/20000 = 0,2 h = 12 min.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Torniamo sul concetto di calore specifico con un esempio.
Caso 1
Supponiamo di avere a disposizione due oggetti aventi la stessa massa ed alla stessa
temperatura iniziale, ma di due materiali diversi ; il primo caratterizzato da un valore del
calore specifico maggiore rispetto al secondo.
Scaldiamo i due oggetti nello stesso modo, cioè fornendo ad entrambi la stessa quantità di
calore.
c1 > c2
t1=t2=t
m1=m2=m
1
2
Q
Q
tf1
tf1 < tf2
tf2
1
∆t1 < ∆t2
2
∆t1 ==
Q
c1*m
∆t2 ==
Q
c2*m
E’ facile verificare che l’aumento di temperatura subito dal corpo n.1 è inferiore a quello del
corpo n.2 , cioè alla fine del processo il corpo n.2 avrà raggiunto una temperatura più alta.
La quantità di calore Q ha avuto maggior effetto sulla temperatura del corpo dotato di
minor calore specifico.
La temperatura del corpo dotato di maggiore calore specifico aumenta più difficilmente.
Caso 2
Supponiamo di avere a disposizione i due oggetti precedenti.
Ora però partendo dalla temperatura ambiente vogliamo portare entrambi gli oggetti alla
stessa temperatura finale, cioè vogliamo ottenere lo stesso effetto su entrambi.
1
c1 > c2
t1=t2=t
m1=m2=m
2
tf
tf1 = tf2 = tf
∆t1 =∆t2 =∆t
tf
1
Q1 > Q2
2
Q1 = c1*m* ∆t
Q2 = c2*m* ∆t
E’ facile verificare che per ottenere il medesimo aumento di temperatura è necessario
fornire al corpo 1 maggior quantità di calore.
Far cambiare la temperatura del corpo dotato di maggiore calore specifico è molto più
difficile e richiede molta energia. Il corpo n.1 pur raggiungendo la medesima temperatura del
n. 2 ha immagazzinato una maggiore quantità di calore.
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 8 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) TEMPERATURA DI EQUILIBRIO TERMICO
Supponiamo di mettere a contatto due corpi di materiale diverso , differente
massa, a differente temperatura, isolati termicamente in modo che non ci
possano essere scambi di calore con l’esterno.
Sappiamo che dopo un certo tempo avranno raggiunto la stessa temperatura,
denominata Temperatura di Equilibrio termico che, in queste condizioni, può
essere determinata teoricamente.
1
t1< t2
2
Q
m1
m2
Si è verificato un passaggio di calore dal corpo a temperatura più alta verso quello a temperatura più bassa.
Nell’ipotesi di trascurabilità degli scambi di calore con l’esterno possiamo affermare che la quantità di
calore ceduta dal corpo a temperatura alta è uguale alla quantità di calore assorbita dal corpo a bassa
temperatura.
Queste quantità di calore possono essere espresse mediante la legge fondamentale della termologia.
- Calore acquistato dal corpo freddo :
Q1 = C1*m1* (te - t1)
- Calore ceduto dal corpo caldo :
Q2 = C2*m2* (t2 – te)
Q1 = Q2
c1*m1* (te - t1) = c2*m2* (t2 – te)
Risolvendo questa equazione per ricavare il valore di te si ottiene :
te =
Temperatura di Equilibrio Termico
c1m1t1 + c2m2t2
c1m1 + c2m2
---- Esempio ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Un pezzo di ferro di massa m1= 0,2 Kg , alla temperatura di 600°C viene gettato in un recipiente
contenente 20 litri di acqua distillata a temperatura ambiente di 20° C .
Calcolare il valore della temperatura di equilibrio termico trascurando le dispersioni di calore verso
l’esterno.
C(Fe) = 0,113
Kcal
Kg * °C
C(H2O) = 1
Kcal
Kg * °C
Te = (0,113*0,2*600 + 1*20*20) / (0,113*0,2 + 1*20) =
= 413,56/20,0226 = 20,65 °C
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 9 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) MECCANISMI DI PROPAGAZIONE DEL CALORE
- Conduzione
Le molecole si trasmettono energia per contatto. E’ il meccanismo di propagazione
prevalente nei solidi in cui le molecole che “si scaldano” aumentano la loro vibrazione e
trasmettono energia a quelle vicine per urto ; si crea un effetto a catena con cui il calore si
propaga a tutto il volume del solido. Le molecole poste sulla superficie esterna del solido
possono poi, nello stesso modo, trasmettere energia alle molecole d’aria circostanti.
(conduzione attraverso i muri delle case ecc.)
Trasporto di energia senza trasporto di materia.
Il muro esterno di casa
T(int)
Q
T(est)< T(int)
Q
T(int)
Q
T(est)< T(int)
Q
Le molecole d’aria all’interno della casa nel loro moto casuale urtano quelle del muro
che aumentano la loro vibrazione urtando le altre molecole che a loro volta trasmettono
questa energia cinetica fino alle molecole poste sulla faccia esterna che , a loro volta,
urtando le molecole d’aria esterne cedono loro calore.
Il cemento, la pietra, il laterizio sono buoni conduttori di calore per cui l’energia fluisce
velocemente dall’interno verso l’esterno.
Per questo motivo viene di solito inserito all’interno del muro uno strato composto da
materiale coibente , ovvero cattivo conduttore di calore, che pur non essendo in grado di
impedire il passaggio di calore ne rallenta notevolmente la velocità di flusso.
- Convezione
E’ il meccanismo di propagazione prevalente nei fluidi
All’interno di un fluido, secondo il principio di Archimede, le parti più dense tendono ad
affondare mentre quelle meno dense tendono a galleggiare. Si creano quindi le cosiddette
correnti convettive. Le molecole del fluido si spostano ; quelle “più calde” trasportano
energia e la cedono per urto a quelle “più fredde”(pentola sul fornello, aria in una stanza
ecc.). Trasporto di energia con trasporto di materia.
Esempi
Correnti di convezione in un
recipiente contenente acqua che viene scaldata
Circolazione dell’aria in una stanza riscaldata
con termosifoni
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 10 I.T.C.G. CARLO CATTANEO – via G. Impastato n.3 , Castelnovo ne’ Monti (Reggio Emilia) -
Irraggiamento
Ponendo due corpi a temperatura diversa all’interno di un
contenitore in cui è stato fatto il vuoto, si può constatare che
T1
(vuoto)
T2>T1
dopo un certo tempo i due oggetti hanno raggiunto la stessa
temperatura.
E’ quindi avvenuto uno scambio di calore anche se all’interno
(vuoto)
del contenitore non è presente un mezzo attraverso cui si può
T
T
propagare il calore, cioè non sono presenti molecole in grado
di trasportare energia cinetica da un corpo all’altro.
La situazione è simile a quella tra il sole e la terra che si
trovano a circa 150 000 000 di Km di distanza : nello spazio, al di fuori dell’atmosfera,
c’è il vuoto eppure il calore del sole arriva fino a noi insieme alla luce visibile.
La trasmissione di calore avviene mediante onde elettromagnetiche.
Sono onde costituite da campi elettrici e magnetici
E
oscillanti che si propagano nello spazio alla velocità
della luce (≈ 300000 Km/s = 1 080 000 000 Km/h).
B
La caratteristica fondamentale di queste onde è la
frequenza di oscillazione dei campi elettromagnetici,
legata all’energia trasportata.
Campo Magnetico B
Campo Elettrico E
direz
io
propa ne di
gazio
ne
Le onde radio e la luce visibile sono un esempio di onde elettromagnetiche ; il nostro
occhio è in grado di percepire solamente quelle comprese in un ristretto intervallo di
frequenza ( 700 – 400 nm) di cui fa parte la luce visibile, ma non è sensibile a quelle di
frequenza superiore (ultravioletti) ed inferiore (infrarossi) che sono la maggior parte.
Le onde elettromagnetiche si propagano anche nel vuoto .
Si ha trasporto di energia senza trasporto di materia.
"
"
"
Le"onde"radio""e"la"luce"visibile"sono"un"esempio"di"onde"
elettromagnetiche";"il"nostro"occhio"è"in"grado"di"percepire"
solamente"quelle"comprese"in"un"ristretto"intervallo"di"frequenza."
Le$onde$elettromagnetiche$si$propagano$anche$nel$vuoto$.$
Tutti"i"corpi""che"non"si"trovino"allo"zero"assoluto"emettono"
radiazione"elettromagnetiche."
T
La"quantità"di"energia"emessa"sotto"forma"di"onde"elettromagnetiche""
Tutti i corpi che non si trovino allo zero assoluto emettono radiazione elettromagnetiche.
può"essere"espressa"mediante"la"legge"di"Stefan!Boltzmann"":"
La quantità di energia emessa sotto forma di onde elettromagnetiche può essere espressa mediante
"
la legge
di Stefan-Boltzmann : 4
∆E
(J/s)" "
= ∝T
"
∆t
"
La quantità di energia emessa
sotto forma di onde elettromagnetiche nell’unità di tempo è
direttamente proporzionale alla La"quantità"di"energia"emessa"sotto"forma"di"onde"elettromagnetiche"
temperatura elevata alla quarta potenza
nell’unità"di"tempo"è"direttamente"proporzionale"alla"temperatura"
I corpi incandescenti emettono molta energia sotto forma di onde elettromagnetiche.
elevata"alla"quarta;"aumenta"quindi""molto"rapidamente"con"la"
temperatura."
"
SEZIONE I.T.I. – Corso di Fisica I"corpi"incandescenti"emettono"molta"energia"sotto"forma"di"onde"
e Laboratorio -­‐ prof. Massimo Manvilli -­‐ Appunti 11 elettromagnetiche."
L’irraggiamento"è"il"meccanismo"mediante"il"quale"il"calore"e"la"luce"
