Concetti Chiave
- Il calore si trasmette spontaneamente da oggetti caldi a freddi fino al raggiungimento dell'equilibrio termico.
- La conduzione trasferisce energia termica tra atomi senza spostare materia, tipica dei solidi come metalli conduttori.
- La convenzione coinvolge il movimento di fluidi, come l'aria, che trasporta calore attraverso correnti convettive.
- L'irraggiamento trasferisce calore tramite radiazioni termiche, senza necessità di contatto o trasporto di materia.
- Raggi termici sono onde elettromagnetiche che trasferiscono energia termica attraverso lo spazio ad alta velocità.
Trasmissione del calore
Quando mettiamo a confronto un oggetto caldo con un oggetto più freddo il corpo freddo si scalda, e quello caldo si raffredda: quando due corpi in contatto tra di loro - a temperature diverse -, il calore passa sposta spontaneamente dal caldo al freddo. Il passaggio di calore continua fino a quando i due corpi raggiungono la stessa temperatura, ciò significa che sono in uno stato di equilibrio termico. I modi in cui il calore può essere prorogato sono tre: conduzione, convenzione, e ragionamento.
Conduzione
La conduzione è quando gli atomi del metallo (più freddo) vengono a contatto con l’acqua (più calda), ricevono energia termica che li fa vibrare; questi atomi urtano gli atomi vicini, cedendo loro un po’ della loro energia termica. In questo modo il calore si propaga nel corpo, in questo caso il cucchiaino; non vi è spostamento di materia ma solo di energia.La conduzione è la trasmissione che avviene per contatto senza lo spostamento di alcuna materia, la conduzione è un fenomeno caratteristico dei corpi solidi. Alcuni materiali come l’argento, il rame e l’alluminio, conducono il calore molto velocemente essi si chiamano conduttori termici; materiali come il legno il vetro e il polistirolo conducono il calore molto lentamente vengono definiti isolanti termici.
Convenzione
se teniamo un foglio sottilissimo di carta e lo mettiamo sopra un termosifone acceso la carta si muoverà come se fosse spinta da una forza sottostante: la forza sottostante è la corrente d’aria calda che sale dal calorifero. Questo perché l’aria fredda passa per il calorifero e poi sale sotto forma di aria calda permettendo il riscaldamento di un’intera stanza. Questa corrente si chiama moto convettivo, e il meccanismo di propagazione si chiama convenzione. Caratteristica nei liquidi e nei gas, la convenzione è la trasmissione termica che avviene attraverso il movimento della materia.
Irraggiamento
Nell’irraggiamento, il calore può trasferirsi anche senza contatto e senza trasporto di materia: l’irraggiamento è la trasmissione termica del calore sotto forma di raggi termici. Ciò è possibile perché ogni corpo caldo, emette radiazioni che spostano l’energia termica attraverso lo spazio senza il bisogno che alcun materiale intervenga, i raggi termici sono un particolare tipo di onde elettromagnetiche - si formano quando un’onda elettrica, si combina con un’altra onda magnetica, sono onde trasversali caratterizzate da una frequenza, una lunghezza d’onda e un’ampiezza e e si propagano ad una velocità incredibile.Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale della trasmissione del calore tra due corpi a temperature diverse?
- Come avviene la conduzione del calore nei materiali solidi?
- In che modo la convenzione contribuisce al riscaldamento di una stanza?
- Come si differenzia l'irraggiamento dagli altri metodi di trasmissione del calore?
Il calore si trasferisce spontaneamente dal corpo caldo al corpo freddo fino a raggiungere l'equilibrio termico, dove entrambi i corpi hanno la stessa temperatura.
La conduzione avviene quando gli atomi di un materiale ricevono energia termica e la trasferiscono agli atomi vicini senza spostamento di materia, caratteristica dei solidi.
La convenzione avviene attraverso il movimento dell'aria calda che sale da un calorifero, creando un moto convettivo che riscalda l'intera stanza.
L'irraggiamento trasferisce calore sotto forma di raggi termici senza contatto o trasporto di materia, utilizzando onde elettromagnetiche.
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