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Termometria e Calometria

Energia interna: totale dell’energia associata al moto molecolare.

Temperatura: grandezza che ci permette di valutare quantitativamente e in maniera oggettiva le sensazioni di caldo e di freddo (definibile operativamente attraverso la sua misura).

Termometri:  strumenti con cui si definisce e si misura la temperatura di un corpo.

Contatto termico: quando tra due corpi sono possibili scambi energetici.

Equilibrio termico: quando tra due corpi non c’è più passaggio netto di energia

Principio 0 della termodinamica: se due sistemi sono separatamente in equilibrio termico con un terzo sistema, essi sono in equilibrio termico tra loro (due sistemi sono in equilibrio termico solo se hanno la stessa temperatura).

Dilatazione lineare di un solido: indicando con L0 la lunghezza iniziale di una sbarretta  a una generica temperatura e con L la lunghezza a una temperatura maggiore di  ∆t rispetto a quella iniziale. La variazione di lunghezza ∆L = L – L0 è data approssimativamente da  QUOTE   cioè  QUOTE   dove λ rappresenta il coefficiente di dilatazione lineare della sostanza considerata.  (Per la dilatazione volumetrica è la stessa formula a parte λ che è sostituito da α=3λ).

Dilatazione volumetrica di un liquido: detto V0 il volume iniziale e V il volume dopo che la temperatura è variata della quantità ∆t vale la relazione   QUOTE   dove α è il coeficente di dilatazione volumica del liquido. (l’H2O da 0° a 4° subisce una diminuzione di volume.  Al di sopra di 4° si dilata come gli altri liquidi).

Calore: trasferimento di energia che avviene spontaneamente a causa di una differenza di temperatura.

Calorimetria: misurazione del calore

Caloria: quantità di calore che si deve fornire alla massa di 1 g di H2O per elevare la sua temperatura da 14.5°C a 15.5°C (1 cal = 4.186 J)

Calore specifico: calore richiesto per far variare di 1°C la temperatura dell’unità di massa della sostanza.

Relazione tra Q e ∆t: il calore Q che deve assorbire una sostanza di massa m perché la sua temperatura subisca la variazione ∆t è dato da QUOTE   dove c è il calore specifico.

Capacità termica: calore richiesto per far variare di 1°C la temperatura di un corpo (C = mc).

Conduzione: propagazione del calore tra solidi. La quantità di calore condotta nel tempo τ attraverso una lastra omogenea di spessore d a facce piane parallele di area S è  QUOTE   dove t2 e t1 sono le temperature alle quali sono mantenute le due facce della lastra e h è il coefficiente di conducibilità termica.

Convezione: forma di trasmissione del calore nei fluidi. Il fluido si sposta dalle zone di temperatura maggiore a quelle di minore e viceversa.

Irraggiamento: trasmissione di energia tramite onde elettromagnetiche. Corpi che assorbono molta energia sono anche buoni emettitori. Un corpo che assorbe tutta l’energia è un corpo nero. La potenza irraggiata da un corpo con superficie S e temperatura T è  QUOTE   dove σ è la costante di Stefan ed e è l’emissività dell’oggetto ( QUOTE  ).

 

CAPITOLO 7°: COMPORTAMENTO DEI GAS PERFETTI

Variabili o parametri di stato: temperatura, pressione, volume e densità che interessano lo stato di un sistema termodinamico.

Equilibrio termodinamico: condizione che rimane stazionaria finche non interviene una causa esterna in grado di modificarla. (comprende eq. Meccanico, eq. Chimico ed eq. Termico).

Azione reversibile: azione che permette al sistema di tornare allo stato iniziale.

Azione irreversibile: azione che non permette al sistema di tornare allo stato iniziale.

Principio di Avogrado: volumi uguali di gas diversi  contengono lo stesso numero di molecole.

Legge di Boyle Mariotte: il volume occupato da una determinata quantità di gas è inversamente proporzionale alla pressione a temperatura costante. (pV= costante con t costante).

Trasformazione: quando si fa passare un sistema da uno stato all’altro.

Trasformazione isoterma:  trasformazione realizzata a temperatura costante fra stati di equilibrio. (in un grafico p V, una trasformazione isoterma descrive un ramo di parabola chiamata curva isoterma).

Prima legge di Gay-Lussac: in tutti i gas mantenendo costante la pressione , il volume varia linearmente con la temperatura.  QUOTE   con p costante, dove V0 è il volume iniziale del gas alla temperatura di 0°C, Vt è il volume del gas a temperatura t°C e α una costante uguale a tutti i gas (α=1/273.15°C-1).(isobara)

Seconda legge di Gay-Lussac:  : in tutti i gas mantenendo costante il volume , la pressione varia linearmente con la temperatura.  QUOTE   con V costante, dove p0 è la pressione iniziale del gas alla temperatura di 0°C, pt è la pressione del gas a temperatura t°C e α una costante. (isocora).

Gas perfetto o gas ideale: gas che soddisfa esattamente la legge di Boyle e le leggi di Gay-Lussac (non esiste in natura).

Zero assoluto: temperatura alla quale non si può più estrarre calore da un sistema.

Scala assoluta di temperatura (scala Kelvin)= lo zero è pari a -273.15°C. La seguente scala è ricavata dalle leggi di Gay-Lussac.

Equazione di stato dei gas perfetti: equazione ottenuta legando le leggi di Gay-Lussac e Boyle che permette di descrivere il moto e lo stato si un sistema in maniera sia macrobiotica che micro biotica. Essa dice che il prodotto tra la pressione p di un gas perfetto e il volume V da esso occupato è direttamente proporzionale alla tempreratura assoluta T e al numero di moli del gas.  QUOTE   dove R è la costante universale dei gas (R= 8.31 J mol-1 K-1).

Legge di Dalton: la pressione esercitata da una miscela di gas è uguale alla somma delle pressioni parziali che ciascun  gas eserciterebbe da solo occupando lo stesso volume della miscela.

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