Il calore e la temperatura sono due caratteristiche della materia legate al movimento delle molecole che la compongono, detto AGITAZIONE TERMICA.
Il CALORE è una forma di energia, chiamata
energia
termica, che si trasmette dai corpi caldi ai corpi freddi.
La TEMPERATURA è la misura dell’agitazione termica delle molecole di un corpo e indica quindi quanto un corpo è caldo o freddo.
Quando un corpo si riscalda, si dilata, cioè aumenta di volume. Questo fenomeno, detto DILATAZIONE TERMICA, è una conseguenza dell’aumento dell’agitazione termica delle molecole che, muovendosi di più, stanno più distanti tra loro e occupano più spazio. La dilatazione termica è via via maggiore passando dai solidi ai liquidi e agli aeriformi.
Per misurare la temperatura si utilizza il TERMOMETRO. L’unità di misura più comune per la temperatura è il GRADO
CENTIGRADO o grado Celsius (°C); nei Paesi anglosassoni si usa il grado Farhenheit (°F); nel SI si usa il kelvin (K).
L’unità di misura più comune per il calore è la CALORIA (cal), che equivale alla quantità di calore necessaria per far aumentare di 1°C la temperatura di un grammo di acqua. Nel SI si usa il
joule (J).
LA PROPAGAZIONE DEL CALORE
Il calore si trasferisce sempre dal corpo più caldo a quello più freddo e questo spostamento continua finché i due corpi non raggiungono la stessa temperatura. Quando due corpi che si sono scambiati calore raggiungono la stessa temperatura, si dice che sono in EQUILIBRIO TERMICO.
A seconda dello stato di aggregazione dei corpi considerati, il TRASFERIMENTO DI CALORE può avvenire in tre modi: la conduzione, la convezione o l’irraggiamento.
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La CONDUZIONE è la trasmissione di calore che si verifica nei solidi per contatto. Avviene con trasferimento di energia, ma non di materia. A seconda della sostanza di cui sono fatti, i solidi impiegano più o meno tempo a condurre calore. La capacità che le diverse sostanze hanno di condurre calore è detta conducibilità termica.
Nei liquidi e negli aeriformi, le molecole più calde, meno dense, tendono a salire rispetto a quelle più fredde, che si abbassano: si creano così delle correnti, chiamate moti convettivi, che propagano il calore. La trasmissione di calore dovuta a questo fenomeno è detta CONVEZIONE e prevede trasferimento di energia termica grazie allo spostamento di materia.
Il trasferimento di calore avviene anche attraverso radiazioni capaci di viaggiare anche nel vuoto. Questa modalità di trasmissione del calore è detta
IRRAGGIAMENTO e non richiede né contatto tra i corpi, né spostamento di materia.
I CAMBIAMENTI DI STATO
A temperature diverse, le sostanze possono presentarsi in forme diverse. Variando la temperatura, cioè aggiungendo o sottraendo calore, lo stato di aggregazione di una sostanza può cambiare: si parla di CAMBIAMENTO
DI STATO. I cambiamenti di stato possibili sono sei: da solido a liquido e viceversa, da liquido a gas e viceversa, da solido a gas e viceversa.
Il passaggio dallo stato solido a quello liquido è detto
FUSIONE; il suo inverso, cioè il passaggio da liquido a solido, è detto
SOLIDIFICAZIONE.
Il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme è detto VAPORIZZAZIONE; il suo inverso, cioè il passaggio da aeriforme a liquido, è detto CONDENSAZIONE.
Il passaggio dallo stato solido a quello aeriforme è detto SUBLIMAZIONE; il suo inverso, il passaggio da aeriforme a solido, è detto BRINAMENTO.