Corso·Lezione 16·Fisica applicata
Temperatura e termodinamica di base
Temperatura e calore indicano davvero la stessa cosa?
Obiettivi
- 01Distinguere temperatura, calore ed energia interna
- 02Convertire fra gradi Celsius e kelvin
- 03Descrivere qualitativamente pressione, volume e temperatura di un gas
La termodinamica studia energia, temperatura e trasformazioni della materia. In questo ripasso bastano distinzioni fondamentali e relazioni qualitative, senza anticipare procedure aeronautiche.
01
Temperatura, calore, energia interna
La temperatura descrive lo stato termico di un sistema. Il calore è energia che passa da un corpo a temperatura maggiore a uno a temperatura minore. L’energia interna dipende dal moto e dalle interazioni microscopiche delle particelle.
Due corpi alla stessa temperatura non scambiano calore netto, anche se possono contenere quantità diverse di energia interna.
02
Celsius e kelvin
La scala Celsius pone 0 °C e 100 °C in corrispondenza di riferimenti legati all’acqua. La scala kelvin parte dallo zero assoluto. La conversione è T(K) = t(°C) + 273,15.
Una differenza di 1 °C equivale a una differenza di 1 K, ma raddoppiare un valore Celsius non significa raddoppiare la temperatura assoluta.
- 0 °C = 273,15 K
- 20 °C = 293,15 K
- Il kelvin non usa il simbolo °
03
Pressione, volume e temperatura di un gas
Per una quantità fissata di gas, comprimere il volume tende ad aumentare la pressione se la temperatura resta costante. Scaldare un gas in un volume rigido tende ad aumentare la pressione.
Queste relazioni richiedono condizioni dichiarate: non modificare simultaneamente più grandezze e attribuire l’effetto a una sola causa.
Temperatura e trasferimento di energia
La temperatura descrive lo stato termico; il calore è energia trasferita a causa di una differenza di temperatura. La scala kelvin parte dallo zero assoluto e non usa il simbolo di grado.
Formulario
- temperatura assoluta (K)
- energia trasferita come calore (J)
Esempio svolto
Converti 20 °C in kelvin e interpreta il risultato.
- 01
Usa T = t + 273,15
- 02
T = 20 + 273,15 = 293,15 K
- 03
Non scrivere il simbolo ° davanti a K: il valore indica temperatura assoluta, non calore
Risultato293,15 K
Attività: un termometro, due scale
Trascina il punto lungo il termometro: a sinistra leggi i gradi Celsius, a destra la stessa temperatura in kelvin. Nota che la differenza fra le due scale è sempre 273,15.
- Celsius
- 20,0 °C
- kelvin
- 293,2 K