Concetti Chiave
- Il calore è energia termica, derivante dal movimento delle molecole, che vibrano e non sono mai completamente immobili.
- Tutti i corpi, composti da atomi, possiedono energia termica, che varia in base al movimento delle molecole.
- Calore e temperatura sono concetti distinti: il calore rappresenta energia mentre la temperatura misura la velocità del movimento molecolare.
- La misura del calore è espressa in Joule o calorie, utilizzata frequentemente in ambito alimentare per rappresentare l'energia dei cibi.
- Esempi di comportamento termico includono aria calda che sale, mare che rilascia calore e reazioni del corpo umano come i brividi in caso di febbre.
Il calore è energia. In particolare è un tipo di energia, quella termica. Quindi possiamo dire che calore=energia termica. Come un corpo ha energia cinetica per il suo moto, o energia potenziale per la sua posizione rispetto al suolo, un corpo ha energia termica perché è fatto di molecole.
Molecole e movimento
Ogni corpo, animato e inanimato, è composto da molecole (atomi) del materiale di cui è fatto il corpo stesso: queste molecole non sono immobili ma si muovono rimanendo vicino alla loro stessa posizione (si dice che “vibrano”). Dato appunto che si muovono, hanno energia, che però non è cinetica ma termica.
-molecole che formano un gas;
-molecole dell’acqua del mare;
-molecole di acqua che bolle in pentola;
-molecole di vari gas nell’atmosfera.
Ma in generale tutti i corpi hanno energia termica perché tutti sono fatti di atomi, nessuno escluso. C’è la possibilità di avere corpi con atomi immobili, ma ciò dovrebbe avvenire allo zero assoluto o -273°C, cosa ancora mai avvenuta.
Differenze tra calore e temperatura
C’è qualcosa di diverso fra le molecole dell’acqua di mare e quelle di acqua che bolle in pentola: più calore, quindi energia, il fuoco dà all’acqua nella pentola, più le molecole vibrano, quindi più energia termica hanno. Quanto veloci si muovono le molecole è la temperatura. Calore e temperatura sono diversi calore=energia, temperatura= velocità delle molecole.
Essendo un’energia, il calore si misura in Joule o in particolare in calorie/kilocalorie ( 1 caloria= 4,189 J, ma è sempre Joule). Questa unità di misura è visibile spesso quando si parla di cibi: la caloria di un pasto ci dice la dose energetica che stiamo introducendo nel nostro corpo.
Esempi di comportamento termico
Vediamo ora alcuni esempi di diverso comportamento del corpo in base alla sua temperatura.
Aria: l’aria calda possiede molecole che si muovono di più, e insieme salgono verso l’alto rispetto a quella fredda; ne è un esempio che in un condominio, d’estate, il piano terra è più fresco dei piani alti.
Acqua: il mare acquista il calore del Sole d’estate e, quando il freddo rallenta le molecole dello stesso mare, queste rilasciano l’energia termica estiva (che influisce sul clima). Questo sempre in riferimento alla legge di conservazione dell’energia.
Corpo umano: mentre ci sale la febbre, abbiamo “brividi” e alla fine abbiamo la temperatura alta; il nostro corpo trema proprio per aumentare la velocità media delle molecole organiche che ci compongono, proprio per farci salire la febbre.
Macchina: macchine a benzina, caffettiera moka.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza fondamentale tra calore e temperatura?
- Come si misura il calore e quali unità di misura vengono utilizzate?
- Cosa accade alle molecole dell'acqua quando viene riscaldata?
- Qual è l'effetto della temperatura sull'aria e sul corpo umano?
Il calore è definito come energia termica, mentre la temperatura rappresenta la velocità di movimento delle molecole. In altre parole, calore = energia e temperatura = velocità delle molecole.
Il calore si misura in Joule, ma è comune utilizzare calorie o kilocalorie, dove 1 caloria corrisponde a 4,189 Joule. Questa unità di misura è spesso utilizzata in riferimento all'energia contenuta nei cibi.
Quando l'acqua viene riscaldata, le molecole vibrano di più e quindi possiedono maggiore energia termica. Questo è evidente nel confronto tra le molecole dell'acqua di mare e quelle che bolle in pentola.
L'aria calda ha molecole che si muovono più rapidamente e tendono a salire, mentre nel corpo umano, quando la temperatura aumenta, i brividi si manifestano per aumentare la velocità delle molecole e far salire la febbre.
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