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.

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.

0

- 273 0

-273 K

°C

PASSAGGIO SCALA CELSIUS - SCALA KELVIN

°C K T (K) = T ( °C) + 273

K °C T(°C) = T (K) – 273 ES. 30 °C = 30 + 273 = 303 K ES. 60 K = 60 – 273 = - 213 °C

AZOTO LIQUIDO: 77 K = - 196 °C

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.

LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA:

Legame tra calore e variazione di temperatura

TcmQ s D

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

CALORE

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.

+ Solida + Liquida

IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO SOLIDO-LIQUIDO È DATO DALLA FORMULA: fQmQ

IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO LIQUIDO-AERIFORME È DATO DALLA FORMULA:

vQmQ

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

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

SE IL FORNELLO A GAS FORNISCE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 60 kcal/min, QUANTO TEMPO IMPIEGO?

kcalcalCCg

calgTcmQ s 21021000057513000

D

min5,3

min60

210

kcal

kcal

Q

Qt

fornello

PROBLEMA 2 CALCOLA LA MASSA DI MERCURIO CHE ALLA TEMPERATURA DI SOLIDIFICAZIONE (- 39 °C) CEDE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 8, 424 X 103 PER PASSARE DALLO STATO LIQUIDO ALLO STATO SOLIDO. (QF = 1,17 X 103 J/kg)

PROBLEMA 3 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE CHE 5 L DI VAPORE ACQUEO A 130 °C DEVONO CEDERE PER CONDMSARE COMPLETAMENE. (QV = 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

kg

kg

J

J

Q

Qm

f

2,7

10170,1

10424,8

3

3

kcalkcalQQQTOT 2845)2695150(21

kcalcalCCg

calgQ 150150000130100150001

kcalcalkcalkg

JkgQ 26952695000269553952

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:

1. SE I CORPI SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA MA SONO HANNO MASSA DIVERSA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA PESATA DELLE TEMPERATURA :

2

21 TTTEQ

21

2211

mm

TmTmTEQ

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

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.

Cg

Cg

gg

CgCgTEQ

25,26

400

10500

100300

901005300