Introduzione
Molte materie in fisica diventano percepite come rischiose come difficile o irrealistico. Al contrario, la fisica si occupa di argomenti che possiamo toccare con mano ogni giorno. Compreso un argomento importante come il calore. Vedremo infatti le definizioni necessarie e il metodo per esattamente calcolare il calore specifico .
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Okuma: Come si calcola il calore specifico
Richiede
- Capacità finale del corpo
- Massa del corpo
La definizione di calore specifico
Partiamo dalla definizione di calore specifico, la più scolastica ma essenziale per comprendere la materia. Il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore richiesta per aumentare o diminuire la temperatura dell’unità di massa di 1 grado Celsius.
Se lo analizziamo più in dettaglio, stiamo parlando di unità di massa e della loro temperatura. Come tutti sappiamo, un corpo può riscaldarsi o raffreddarsi indipendentemente dalla sua temperatura. Il calore specifico ci dice quanto calore dobbiamo fornire al rispettivo corpo per portarlo alla temperatura desiderata.
Le proprietà del calore specifico
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Il nome di calore specifico deriva dal fatto che è specifico di un determinato materiale e dalla temperatura dipende. Nel Sistema Internazionale è calcolato in J (Joule, unità di misura dell’energia, del lavoro e del calore). Diamo un’occhiata a un esempio.
Supponiamo di avere un cilindro di metallo che abbiamo riscaldato (con un forno elettrico) ad una temperatura di 100 °C. Diciamo anche che vogliamo portarlo a una temperatura più bassa. La logica suggerisce di metterlo in contatto con un corpo più freddo in modo tale che avvenga il cambiamento di temperatura (principio della termodinamica). Quindi possiamo prendere un contenitore di acqua a temperatura ambiente e immergerci il cilindro caldo.
Lo scambio termico tra i due corpi
In tal modo avviene uno scambio termico tra i due corpi (il cilindro e l’acqua). Il cilindro cede parte del suo calore all’acqua, facendo aumentare la temperatura dell’acqua stessa. Al contrario, l’acqua più fredda rimuoverà parte del calore dal cilindro, portandolo a una temperatura inferiore a 100°C.
C’è quindi un trasferimento di calore tra il corpo a temperatura più alta e quello a temperatura più bassa. Ciò avviene fino al raggiungimento di una temperatura tale (equilibrio termico) che il cilindro non emetta più calore e l’acqua non salga più. Avranno la stessa temperatura.
Come calcolare il calore specifico
Vediamo ora il calcolo del calore specifico, considerando che è determinato dal rapporto tra capacità termica e massa corporea .
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La formula è la seguente: “Cs = C/m”, dove “C” è la capacità termica del corpo e “m” è la massa del corpo.
La capacità termica, a sua volta, è “C = Q/dt”, dove “Q” è la quantità di calore aggiunta a un corpo e “dt” (delta t) è il corrispondente aumento di temperatura.
Quindi possiamo anche dire che il calore specifico può essere calcolato con la seguente formula : Cs = C / m = Q / dt * m.
Suggerimenti
Non dimenticare mai:
- Per capire il trasferimento di calore, pensaci quando versi un tè caldo in un bicchiere freddo : Il tè si raffredda e il bicchiere si scalda fino a raggiungere la stessa temperatura.
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