Concetti Chiave
- Il concetto di calore si è evoluto da un'idea di "fluido calorico" nel '700 a una comprensione della sua connessione con l'energia grazie alle scoperte di Joule nell'800.
- Il calore si misura in calorie, definita come la quantità necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo d'acqua di 1 grado Celsius.
- La conduzione del calore avviene tra corpi a contatto, mentre la convezione coinvolge fluidi in movimento che scambiano calore senza contatto diretto.
- L'irraggiamento consente al calore di propagarsi tramite onde elettromagnetiche, anche nel vuoto, senza necessità di contatto fisico tra i corpi.
- Un corpo nero è capace di assorbire e emettere tutta la radiazione incidente, con le sue capacità influenzate dalla temperatura e dalla natura della superficie.
L'evoluzione del concetto di calore
Nell'antichità il calore si identificava principalmente con il Tuttavia l'osservazione di alcuni fenomeni -come ad esempio il fatto che agitando o sfregando gli oggetti si ha un aumento della loro temperatura- portò già nel '700 all'idea che il calore fosse paragonabile ad una sorta di "fluido calorico", ossia che calore si comportava da fluido.
Queste ed altre successive osservazioni riguardo il calore e la sua trasmissione permisero, nell''800, di formulare ipotesi e teorie più precise e corrette riguardo al calore, finchè il fisico Joule non scoprì che calore ed energia sono tra di loro connessi e convertibili, attraverso l'ormai famoso esperimento con "il mulinello".
Il calore viene misurato attraverso la caloria, definita comeDue corpi a contatto si scambiano calore, o meglio energia.
La conduzione del calore
Questo scambio può avvenire per La conduzione si ha quando il calore passa da un corpo a temperatura maggiore ad un altro -a contatto con il primo- a temperatura minore, senza spostamento di materia. A seconda che i corpi in questione siano buoni o cattivi conduttori di calore, la propagazione avviene più o meno velocemente.
Il fenomeno della convezione
La convezione, invece, interessa un fluido in moto relativo rispetto ad un altro corpo più caldo (solido, liquido o gassoso) con il quale scambia calore. In questo caso, per effetto del riscaldamento progressivo, la parte di fluido più vicina al corpo è più calda, ed essendo meno densa di quella più lontana, che è più fredda, tende a salire verso l'alto. Nei fluidi a contatto con una sorgente di calore si formano perciò dei moti convettivi: le particelle più calde del fluido si dilatano (e quindi aumentano di volume) e la loro densità diminuisce, cosicchè le molecole diventano leggere e salgono verso l'alto.
Se prendiamo una pentola piena d'acqua (il fluido soggetto a convezione) e ci buttiamo dei semini, questi naturalmente cadono sul fondo. Ma se sotto la pentola poniamo una sorgente di calore, per effetto della convezione di calore si formeranno dei moti convettivi nell'acqua, e si vedranno i semini salire e scendere: salgono dal fondo perchè questo è caldo, e scendono lateralmente perche sono le zone dove c'è meno calore.
L'irraggiamento e il corpo nero
L'irraggiamento, invece, non prevede contatto diretto tra i corpi e avviene tramite onde elettromagnetiche. Tramite irraggiamento il calore può propagarsi anche nel vuoto.
Un corpo che irradia energia elettromagnetica è anche capace di assorbirne. Infatti "UN BUON EMETTITORE DI RADIAZIONI E' ANCHE UN BUON ASSORBITORE". La capacità di emettere energia è tanto maggiore quanto più un corpo è assorbente. L'emissione e l'assorbimento dipendono dalla frequenza delle radiazioni e della temperatura, dalla natura del corpo e da certe caratteristiche della superficie. Un corpo capace di assorbire tutta la radiazione incidente su di esso è detto corpo nero.
Domande da interrogazione
- Qual è l'evoluzione storica del concetto di calore?
- Come avviene la conduzione del calore?
- Cosa caratterizza il fenomeno della convezione?
- Che cos'è l'irraggiamento e come funziona?
Nell'antichità, il calore era visto come un elemento fondamentale, ma nel '700 si iniziò a considerarlo come un "fluido calorico". Nel '800, grazie a scoperte come quella di Joule, si comprese che calore ed energia sono connessi e convertibili.
La conduzione del calore si verifica quando il calore passa da un corpo a temperatura maggiore a uno a temperatura minore, senza spostamento di materia. La velocità di propagazione dipende dalla qualità dei conduttori coinvolti.
La convezione avviene in un fluido in movimento relativo rispetto a un corpo più caldo, dove le particelle più calde tendono a salire a causa della loro minore densità, creando moti convettivi, come dimostrato con l'esempio della pentola d'acqua.
L'irraggiamento è la trasmissione di calore tramite onde elettromagnetiche, senza contatto diretto. Un corpo che emette energia è anche un buon assorbitore, e la sua capacità di emettere dipende da vari fattori, come la temperatura e la natura della superficie.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
