Materiale: Definizione di calore, conducibilità termica, capacità termica
Avete mai bevuto tè freddo, latte freddo, sciroppo freddo, ecc.? Bene, quando prepariamo il tè freddo, di solito mescoliamo acqua calda o tiepida in un bicchiere con dei cubetti di ghiaccio. L'acqua calda o tiepida ha una temperatura più alta, mentre i cubetti di ghiaccio hanno una temperatura più bassa. Dopo un po' di contatto, la miscela di cubetti di ghiaccio e tè caldo si trasforma in tè freddo (la miscela di cubetti di ghiaccio e tè caldo ha raggiunto la stessa temperatura). Lo stesso processo avviene quando mescoliamo acqua calda e acqua fredda. Dopo un po' di contatto, l'acqua calda e l'acqua fredda si trasformano in acqua tiepida (la miscela di acqua calda e acqua fredda ha raggiunto la stessa temperatura). Perché questi oggetti possono raggiungere la stessa temperatura dopo essere stati a contatto?
Definizione di calore
Quando oggetti con temperature diverse entrano in contatto tra loro, si verifica un trasferimento di calore, spesso chiamato semplicemente scambio termico, dall'oggetto con la temperatura più alta a quello con la temperatura più bassa. Questo trasferimento di calore si interrompe quando gli oggetti a contatto raggiungono la stessa temperatura. Ad esempio, se mescoliamo acqua calda con acqua fredda, il calore si sposta solitamente dall'acqua calda a quella fredda. Quando mettiamo un ferro da stiro caldo in acqua fredda, il calore si sposta dal ferro più caldo all'acqua. Il flusso di calore si interrompe quando il ferro e l'acqua raggiungono la stessa temperatura. Quando un medico o un infermiere applica un termometro al corpo, il calore si sposta dal corpo al termometro. Questo trasferimento di calore si interrompe quando il corpo e il termometro hanno raggiunto la stessa temperatura. Se il termometro utilizzato è a mercurio, quando il corpo e il termometro raggiungono la stessa temperatura, la superficie del mercurio smette di muoversi. Il numero visualizzato sulla superficie del mercurio indica la temperatura corporea in quel momento.
Naturalmente, il calore si trasferisce dagli oggetti a temperatura più elevata a quelli a temperatura più bassa. Il trasferimento di calore tende a uniformare le temperature degli oggetti a contatto. Nel XVIII secolo, i fisici sospettarono che il flusso di calore fosse dovuto al movimento di un fluido, un fluido invisibile (i fluidi sono sostanze che possono scorrere. I fluidi includono liquidi e gas. L'acqua (un liquido) è un fluido perché può scorrere. Anche l'aria è un fluido perché può scorrere). Questo fluido fu chiamato calorico . La teoria del calorico non è più in uso perché, sulla base dei risultati sperimentali, l'esistenza di questo calorico non può essere dimostrata.
Nel XIX secolo, il fisico inglese James Prescott Joule (1818-1889) studiò come riscaldare l'acqua in un recipiente utilizzando un agitatore meccanico. Basandosi sui risultati del suo esperimento, Joule fece un paragone con l'acqua riscaldata dal fuoco. Quando una fiamma e un recipiente contenente acqua entrano in contatto, il calore si trasferisce dal fuoco (alta temperatura) all'acqua (bassa temperatura). Dopo aver confrontato l'aumento di temperatura dell'acqua dovuto al contatto con il fuoco con l'aumento di temperatura dovuto al lavoro compiuto dall'agitatore, Joule concluse che il calore è energia che si trasferisce da un oggetto ad alta temperatura a un oggetto a bassa temperatura. Il calore non è energia (il calore non è un tipo specifico di energia, come l'energia cinetica, l'energia potenziale, l'energia chimica, ecc.) . Il calore è energia che si trasferisce a causa di differenze di temperatura . Quindi, quando il calore fluisce da un oggetto ad alta temperatura a un oggetto a bassa temperatura, in realtà l'energia si trasferisce dall'oggetto ad alta temperatura a quello a bassa temperatura. Il trasferimento di energia si arresta quando gli oggetti a contatto raggiungono la stessa temperatura o l'equilibrio termico.
conducibilità termica
Perché la maggior parte delle pentole sono fatte di alluminio? Supponiamo che la tua mano sinistra tenga un pezzo di metallo e la tua mano destra un pezzo di vetro, e poi avvicini il metallo e il vetro a una fiamma. La mano sinistra o la destra sentirà il calore più velocemente? Queste domande, e forse altre che potresti porti, sono legate alla conduttività termica di un oggetto. La conduttività termica di un oggetto è la sua capacità di... trasferire calore attraverso l'oggetto. Gli oggetti che hanno una grande conduttività termica (k) sono conduttori calorico yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk).
Capacità termica
La capacità termica (C) è la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado la temperatura di un intero oggetto. La formula per la capacità termica è:
C = mc
Keterangan : C = kapasitas kalor, m = massa benda, c = calore specifico gruppo musicale.
