Energia termica

L'energia termica è il calore che viene generato dal moto degli atomi e delle molecole all'interno di un corpo. Quando un corpo viene scaldato aumenta il moto, le vibrazioni e le collisioni degli atomi. L'eccitazione degli atomi è fonte di energia termica. L'energia termica è posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto. L'energia termica può essere utilizzata direttamente (es. fuoco) oppure trasformata in altre fonti di energia (es. energia elettrica) nelle centrali termoelettriche. L'energia termica è attualmente alla base di tutte le fonti di energia.

Tipi di energia termica. Una particolare forma di energia è la cosiddetta “energia termica”, che può essere rilasciata o acquisita da un qualsiasi sistema avente temperatura diversa (maggiore o inferiore) rispetto a quella del suo immediato intorno, sia esso dello stesso stato fisico (es. scambi termici solido/solido), sia esso di un diverso stato fisico (es. scambi termici solido/liquido). A seconda del meccanismo attraverso cui si verificano questi passaggi di energia, possiamo avere tre diverse tipologie di scambio termico:

• Conduzione. Per conduzione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi solidi o al loro interno.
• Convezione. Per convezione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi fluidi.
• Irraggiamento. Per irraggiamento di verifica il passaggio di energia termica attraverso emissione di onde elettromagnetiche luminose ed infrarosse. L’energia termica del sole arriva sulla terra per effetto di irraggiamento.

Il passaggio di energia termica tra i sistemi coinvolti avrà fine allorquando questi – stessi – arriveranno ad avere la medesima temperatura. La quantità di energia termica che un corpo, avente massa pari ad 1 kg, può cedere o acquisire nell’arco di tempo pari ad un secondo per abbassare od aumentare la propria temperatura di 1°C (1°K) è definita come calore specifico del corpo. Il calore specifico di un corpo è misurato in kcal/kg °C ed indicato con la lettera “c”. Il risultante del prodotto tra il calore specifico proprio di un corpo e la sua massa (c x m) è un’altra grandezza fondamentale della calorimetria che prende il nome di “capacità termica”. La capacità termica di un corpo è misurata in kcal/°C ed indicata con la lettera maiuscola “C”. L’attitudine di un corpo di trasmettere (farsi attraversare) energia termica è definita “conduttività o conducibilità termica”. La conduttività o conducibilità termica è misurata in W/mK e si indica con la lettera maiuscola K (talvolta con la lettera greca lambda). L’attitudine di un corpo a non trasmettere (farsi attraversare) energia termica è definita come “resistività o resistenza termica. La resistività o resistenza termica è l’esatto inverso della conducibilità o conduttività termica e quindi la sua unità di misura sarà mK/W; essa è indicata con la lettera maiuscola “R”.