È strettamente legata alla velocitÀ di vibrazione … · È strettamente legata alla velocitÀ di...
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È una grandezza fisica FONDAMENTALE, SCALARE UNITÀ DI MISURA NEL S.I. : K (KELVIN)
È STRETTAMENTE LEGATA ALLA VELOCITÀ DI VIBRAZIONE DELLE MOLECOLE IN UN CORPO: SE LA TEMPERATURA DI UN CORPO AUMENTA LE MOLECOLE SI MUOVONO PIÙ VELOCEMENTE, AL CONTRARIO SE DIMINUISCE LE MOLECOLE SI MUOVONO PIÙ LENTAMENTE. LA TEMPERATURA È QUELLA GRANDEZZA FISICA CHE SI MISURA CON IL TERMOMETRO.
È USATA IN EUROPA. HA COME RIFERIMENTO I DUE PUNTI FISSSI DELL’ACQUA: 1. PASSAGGIO STATO SOLIDO-LIQUIDO: T = 0°C 2. PASSAGGIO STATO LIQUIDO-VAPORE: T = 100 °C
È LA SCALA DEL SISTEMA INTERNAZIONALE.
HA SOLO VALORI POSITIVI ,QUINDI PARTE DA 0 K, CHIAMATO ZERO ASSOLUTO. LO ZERO ASSOLUTO È UN PUNTO LIMITE IDEALE, CIOÈ NON ESISTE NIENTE NELL’UNIVERSO A 0 K: UNA MASSA DI GAS AVREBBE VOLUME NULLO E LA VELOCITÀ DELLE MOLECOLE DI UN CORPO SAREBBE NULLA.
0
- 273 0
-273 K
°C
PASSAGGIO SCALA CELSIUS - SCALA KELVIN
°C K T (K) = T ( °C) + 273
K °C T(°C) = T (K) – 273 ES. 30 °C = 30 + 273 = 303 K ES. 60 K = 60 – 273 = - 213 °C
AZOTO LIQUIDO: 77 K = - 196 °C
È UNA GRANDEZZA FISICA DERIVATA, SCALARE
È UNA FORMA DI ENERGIA: IL CALORE È QUELLA GRANDEZZZA FISICA CHE PRODUCE IN UN CORPO UNA VARIAZIONE DI TEMPERATURA: • SE Q (CALORE) > 0 ALLORA T1 T2: T2 > T1: DT = (T2 – T1) > 0 VIENE FORNITO CALORE AL CORPO; • SE Q < 0 ALLORA T1 T2: T2 < T1: DT < 0 IL CORPO CEDE CALORE.
LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA:
Legame tra calore e variazione di temperatura
TcmQ s D
CALORE SPECIFICO
cal / (g °C) J / ( kg °C)
È LA QUANTITÀ DI CALORE CHE DEVO FORNIRE A 1 g
(1kg) DI SOSTANZA PER FAR VARIARE LA TEMPERATURA
DI 1°C (K)
VARIAZIONE DI TEMPERATURA:
DT = T2 – T1
CALORE
DURANTE UN PASSAGGIO DI STATO IL CORPO ASSORBE O CEDE CALORE SENZA VARIARE LA SUA TEMPERATURA: DT = 0
L’ENERGIA CEDUTA/ASSORBITA SOTTO FORMA DI CALORE VIENE UTILIZZATA DAL CORPO PER CAMBIARE IL PROPRIO STATO FISICO (LA STRUTTURA MOLECOLARE).
Le molecole si allontanano nel passaggio solido-liquido, mentre nel passaggio liquido-aeriforme si rompono i legami molecolari.
+ Solida + Liquida
IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO SOLIDO-LIQUIDO È DATO DALLA FORMULA: fQmQ
IL CALORE ASSORBITO/CEDUTO NEL PASSAGGIO DI STATO LIQUIDO-AERIFORME È DATO DALLA FORMULA:
vQmQ
CALORI LATENTI DI FUSIONE E
VAPORIZZAZIONE
IL CALORE LATENTE È LA QUANTITÀ DI CALORE CHE OCCORRE FORNIRE A 1 KG
DI SOSTANZA PERCHÉ AVVENGA IL PASSAGGIO DI STATO
PROBLEMA 1 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE NECESSARRIA PER PORTARE 3 kg D’ACQUA DA 5 °C A 75 °C. IL CALORE SPECIFICO DELL’ACQUA è 1 cal/(g °C). OCCORRE UTILIZZARE LA LEGGE FONDAMENTALE DELLA TERMOLOGIA. DATO CHE IL CALORE SPECIFICO è ESPRESSO IN cal/ (g °C), LA MASSA VA TRASFORMATA IN g.
m = 3 kg = 3000 g
SE IL FORNELLO A GAS FORNISCE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 60 kcal/min, QUANTO TEMPO IMPIEGO?
kcalcalCCg
calgTcmQ s 21021000057513000
D
min5,3
min60
210
kcal
kcal
Q
Qt
fornello
PROBLEMA 2 CALCOLA LA MASSA DI MERCURIO CHE ALLA TEMPERATURA DI SOLIDIFICAZIONE (- 39 °C) CEDE UNA QUANTITÀ DI CALORE PARI A 8, 424 X 103 PER PASSARE DALLO STATO LIQUIDO ALLO STATO SOLIDO. (QF = 1,17 X 103 J/kg)
PROBLEMA 3 CALCOLA LA QUANTITÀ DI CALORE CHE 5 L DI VAPORE ACQUEO A 130 °C DEVONO CEDERE PER CONDMSARE COMPLETAMENE. (QV = 539 kcal/kg) Q1 = CALORE CHE DEVE CEDEREA IL VAPORE ACQUEO PER PASSARE DA 130 °C A 100 °C (TEMPERATURA D’EBOLLIZIONE)
Q2 = CALORE CHE DEVE CEDERE IL VAPORE ACQUEO PER CONDENSARE COMPLETAMENTE
kg
kg
J
J
Q
Qm
f
2,7
10170,1
10424,8
3
3
kcalkcalQQQTOT 2845)2695150(21
kcalcalCCg
calgQ 150150000130100150001
kcalcalkcalkg
JkgQ 26952695000269553952
QUANDO DUE CORPI A TEMPERATURE DIVERSE, MESSI A CONTATTO, RAGGIUNGONO LA STESSA TEMPERATURA, SI DICONO
IN UNO STATO D’ EQUILIBRIO TERMICO. LA TEMPERATURA RAGGIUNTA SI CHIAMA
TEMPERATURA D’ EQUILIBRIO.
1. SE I CORPI HANNO LA STESSA MASSA E SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA ARITMETICA DELLE TEMPERATURA:
1. SE I CORPI SONO FATTI DELLA STESSA SOSTANZA MA SONO HANNO MASSA DIVERSA, LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO È LA MEDIA PESATA DELLE TEMPERATURA :
2
21 TTTEQ
21
2211
mm
TmTmTEQ
IL CORPO A TEMPERATURA PIÙ ALTA CEDE CALORE E DIMINUISCE LA SUA TEMPERATUTA. IL CORPO A TEMPERATURA PIÙ BASSA ASSORBE CALORE E AUMENTA LA SUA TEMPERATURA, FINO A QUANDO RAGGIUMNGONO LA STESSA TEMPERATURA.
TEMPERATURA D’EQUILIBRIO
PROBLEMA SI MESCOLANO DUE BICCHIERI DI ACQUA. IL PRIMO BICCHIERE CONTIENE 300 g DI ACQUA ALLA TEMPERATURA DI 5 °C. IL SECONDO BICCHIERE CONTIENE 100 g ALLA TEMPERATURA DI 90 °C. CALCOLA LA TEMPERATURA DI EQUILIBRIO.
Cg
Cg
gg
CgCgTEQ
25,26
400
10500
100300
901005300
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