L’idea essenziale
La temperatura assoluta in kelvin è fondamentale nelle relazioni termodinamiche. Una variazione di 1 K ha la stessa ampiezza di una variazione di 1 °C, ma gli zeri delle due scale sono diversi: T(K) = t(°C) + 273,15 . Proporzioni come quelle delle leggi dei gas richiedono la temperatura assoluta.
Temperatura e scala Kelvin
Se non avviene un cambiamento di fase e il calore specifico può essere considerato costante, il trasferimento energetico necessario per cambiare la temperatura è Q = mcΔT . Una sostanza con calore specifico elevato richiede più energia per ottenere la stessa variazione di temperatura a parità di massa.
Capacità termica e calore specifico
Per 0,50 kg d’acqua, usando c ≈ 4180 J/(kg·K), aumentare la temperatura di 10 K richiede circa Q = 0,50 × 4180 × 10 = 20 900 J , cioè 20,9 kJ, se trascuriamo le perdite e il contenitore.
Esempio: riscaldare acqua
Durante fusione o ebollizione, un sistema può assorbire energia senza aumentare la propria temperatura finché il cambiamento di fase procede alle condizioni considerate. L’energia serve a modificare l’organizzazione e le interazioni microscopiche. Per questo una curva di riscaldamento può presentare tratti a temperatura quasi costante.
L’idea essenziale
La conduzione trasferisce energia attraverso interazioni microscopiche all’interno di un materiale; la convezione coinvolge il moto macroscopico di un fluido; l’ irraggiamento avviene tramite onde elettromagnetiche e non richiede materia. In situazioni reali i tre meccanismi possono agire insieme.
Se non avviene un cambiamento di fase e il calore specifico può essere considerato costante, il trasferimento energetico necessario per cambiare la temperatura è Q = mcΔT . Una sostanza con calore specifico elevato richiede più energia per ottenere la stessa variazione di temperatura a parità di massa.