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Calore

Il calore è una forma di energia termica in transito tra due corpi con temperatura differente che può essere rilasciata e acquisita. Deriva dall'energia cinetica degli atomi, delle particelle e delle molecole dei corpi.

Lo scambio termico può avvenire sia tra corpi con lo stesso stato fisico ( es. solido/solido ), sia tra corpi con diverso stato fisico ( es. solido/liquido ).

Il calore si manifesta come una energia in transito che si sposta dalle zone più calde ( a maggiore temperatura ) verso quelle più fredde ( a minore temperatura ).

il calore tra due corpi con diversa temperatura

Il passaggio di calore tra i sistemi coinvolti termina quando i sistemi raggiungono la stessa temperatura ( equilibrio termico ).

equilibrio termico

Il trasferimento dell'energia termica (calore) in energia meccanica è oggetto di studio della termodinamica.

L'unità di misura del calore

Nel sistema internazionale l'unità di misura del calore è il joule (J).

In chimica e nella pratica comune è utilizzata anche la caloria ( cal ) come unità di misura del calore. Una caloria corrisponde a 4,185 J.

La caloria è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un grammo di acqua distillata da 14,5°C a 15,5°C alla pressione di 1 Atm.

Per misurare la quantità di calore si utilizza uno strumento detto calorimetro.

Le tipologie di scambio termico

Il trasferimento del calore tra due corpi ( scambio termico ) può avvenire nei seguenti modi:

  • Conduzione. Per conduzione si verifica il trasferimenti 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 le onde e le radiazioni elettromagnetiche.

    Esempio. L’energia termica del sole ( radiazioni solari ) arriva sulla terra per effetto di irraggiamento.

Gli effetti del calore

Il calore è un concetto fisico può provocare due effetti nei corpi:

  • La dilatazione. Il calore provoca una dilatazione della materia.
  • Il cambiamento di stato. Il calore può provocare un cambiamento di fase nella materia ( es. da solido a liquido ).

    La quantità di calore necessaria per un cambiamento di fase è detta calore latente.

Il calore generato da una variazione di temperatura è detto calore sensibile.

Il calore specifico

Il calore specifico è la quantità di energia termica che un corpo di massa pari ad 1 kg può cedere o acquisire nell’arco di un secondo, per abbassare o aumentare la propria temperatura di 1°C (1°K).

Il calore specifico di un corpo è misurato in kcal/kg °C ed è indicato con la lettera minuscola c.

La capacità termica

La capacità termica è il prodotto tra il calore specifico di un corpo e la sua massa (c · m).

Nella calorimetria la capacità termica di un corpo è misurata in kcal/°C ed è indicata con la lettera maiuscola C.

La conduttività termica

La conduttività è l’attitudine di un corpo di trasmettere energia termica. È la sua capacità di farsi attraversare dal calore.

E' anche detta conducibilità termica.

La conduttività termica si misura in W/mK e si indica con la lettera maiuscola K o con la lettera greca lambda ( λ ).

La resistività termica

La resistività è l’attitudine di un corpo a non trasmettere l'energia termica. È l'opposto della conduttività termica.

E' anche detta resistenza termica.

La resistività termica si misura in mK/W ed è indicata con la lettera maiuscola R.

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