Concetti Chiave
- La dilatazione termica provoca un aumento del volume di una sostanza quando questa riceve calore, oltre all'innalzamento della temperatura.
- Il calore si propaga dall'oggetto più caldo a quello più freddo fino a raggiungere l'equilibrio termico tra i corpi coinvolti.
- La propagazione del calore avviene attraverso conduzione nei solidi, convenzione nei liquidi e aeriformi, e irraggiamento in assenza di materia.
- Non tutte le sostanze assorbono calore; superfici scure assorbono più calore, mentre quelle chiare riflettono una parte dell'energia termica.
- La conducibilità termica varia tra le sostanze: i metalli sono buoni conduttori, mentre materiali come legno e vetro sono considerati isolanti termici.
Dilatazione termica e propagazione del calore
Quando si fornisce calore ad una sostanza, oltre a provocarne un innalzamento della temperatura, si provoca anche una dilatazione termica. La dilatazione termica fa si che la sostanza aumenti il suo volume.
Il calore che è una caratteristica di una sostanza tende a propagarsi nell'ambiente circostante. A tal fine è possibile affermare che l'energia termica tende a passare dal corpo più caldo a quello più freddo, questo processo continua ad avvenire finché i due corpi non raggiungono la stessa temperatura ottenendo così un equilibrio termico.
L'energia termica si propaga in diversi modi per le sostanza solide, quelle liquide e quelle aeriforme.
Conduzione, convenzione e irraggiamento
Nel caso di propagazione del calore in un corpo solido, essa avviene per effetto della conduzione, senza che si verifichi uno spostamento di materia, ma solamente con il trasferimento del calore da molecola a molecola.
Nel caso di propagazione del calore in un corpo liquido o in un corpo aeriforme, essa avviene per effetto della convenzione attraverso lo spostamento della materia stessa che segue i cosiddetti moti convettivi, trasportando il calore in modo omogeneo in tutte le parti della sostanza.
Nel caso in cui non ci sia alcun contatto tra la materia o in assenza di materia, la propagazione di energia termica avviene per irraggiamento mediante le radiazioni termiche.
Assorbimento e riflessione del calore
Necessario è importante specificare che non tutte le sostanze assorbono il calore, ma ci sono alcune che lo riflettono pure. Per esempio le superficie caratterizzate da una colorazione scura o nera assorbono in grandi quantità il calore ricevuto; mentre si si tratta di superfici caratterizzate da una colorazione chiare o bianche tendono ad assorbire una quantità minore di energia termica e tendono a rifletterne in parte. Ci sono poi le superfici lucenti o riflettenti che riflettono ancora meno calore e tendono a rifletterlo in maggiori quantità.
Conducibilità termica e materiali
Ogni sostanza, in quanto diversa dalle altre, ha anche un proprio modo per trasmettere il calore e perciò si parla di conducibilità termica, ovvero la capacità della sostanza di trasmettere l'energia termica che ha.
Le sostanze caratterizzate da una buona capacità termica sono chiamate conduttori o buoni conduttori (in questa categoria rientrano una buona parte dei metalli tra cui zinco, ferro, alluminio, rame, argento, oro.
Le sostanze caratterizzate da una cattiva capacità termica sono chiamate isolanti termici o cattivi conduttori (in questa categoria rientrano il legno, la carta, il sughero, il vetro, l'acqua e l'aria).
Domande da interrogazione
- Qual è l'effetto del calore su una sostanza?
- Come avviene la propagazione del calore tra corpi a diverse temperature?
- Quali sono i modi di propagazione del calore nelle diverse sostanze?
- Cosa determina la capacità di una sostanza di assorbire o riflettere il calore?
Quando si fornisce calore a una sostanza, si provoca un innalzamento della temperatura e una dilatazione termica, che comporta un aumento del volume della sostanza.
L'energia termica si propaga dal corpo più caldo a quello più freddo fino a raggiungere un equilibrio termico, in cui entrambi i corpi raggiungono la stessa temperatura.
Il calore si propaga per conduzione nei solidi, per convenzione nei liquidi e nei gas, e per irraggiamento in assenza di contatto o materia.
La capacità di assorbire o riflettere il calore dipende dalla colorazione e dalla lucentezza della superficie; superfici scure assorbono più calore, mentre quelle chiare o lucenti tendono a rifletterne di più.
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