definizione di calore e di temperatura

[Elio Fabri]

Gianfranco Pacifici ha scritto:
> Cmq se qualcuno sa cosa sia il calore sensibile e quello latente me
> lo faccia sapere per favore.

Lo so, sono passate piu' di due settimane, ma se sei ancora li', provo a
risponderti.
Quello che chiedi ha molto a che fare con quanto dici piu' avanti, circa
il fluido calorico ecc.
Quando si credeva nel fluido, si dovette riconoscere che questo fluido a
volte si manifestava, e a volte si nascondeva.
Se scaldi dell'acqua, il calore che cedi fa salire la temperatura: in
questo caso il calorico presente nell'acqua era visibile nella
temperatura, e percio' veniva chiamato "sensibile".
Se invece fai fondere del ghiaccio, la temperatura non aumenta finche'
la fusione non e' completa: come se il calorico si "nascondesse"
nell'acqua, che per qualche ragione ne puo' contenere piu' del ghiaccio
senza avere temperatura maggiore. Per questo venne inventato il termine
"calore latente".
La cosa avrebbe funzionato abbastanza se si fosse potuto dimostrare che
l'acqua aveva una capacita' termica maggiore del ghiaccio, ma purtroppo
questo non e' vero.

> Il calore, come detto sopra, SI CHIAMA energia termica percio' non
> devi cambiare niente a livello di definizioni. E' ovvio pero' che
> non ti devi riferire ad esso dicendo che la sua somma da' la
> TEMPERATURA di un corpo.
No. Il calore non e' l'energia termica.
Dal punto di vista della termodinamica come la comprendiamo oggi, il
termine "calore" andrebbe semplicemente bandito e sostituito con
qualcosa di meno equivoco (v. dopo).
Quanto all'energia termica, non credo che ne esista una definizione
univoca e utilizzabile. Probab. in merito ci sono opinioni diverse.

> Io so che nel settecento, a causa della rivoluzione industriale, gli
> studiosi furono costretti a domandarsi seriamente in cosa consistesse
> il - fluido calorico- e a separare esso dalla grandezza chiamata
> temperatura per poter costruire macchine in grado di sfruttarne
> meglio l'energia utile al lavoro.
Esatto, a parte forse la frase finale. Non direi che la ricerca avesse
lo scopo pratico di costruire macchine: i costruittori di macchine
andarono avanti per conto proprio, in sostanza per via empirica, e solo
dopo molto tempo, a 800 gia' iniziato (dopo Carnot) si comincio' ad
applicare la termodinamica alla teoria delle macchine.

> So anche che a quel tempo ci si riferiva ad un corpo che aveva una
> temperatura maggiore di un altro come ad un corpo piu' ricco di
> calorico (flusso di calore).
Piu' ricco di calorico si'. Pero' il calorico era il fluido, non il
flusso: la sostanza, non il suo movimento.

Dicevo sopra che il termine calore andrebbe abolito, insieme a tutta una
serie di espressioni in cui viene impiegato, perche' queste espressioni
si portano dietro ancora il concetto del fluido che si trasmette. Ecco
alcuni esempi:
"un corpo cede (acquista) calore"
"flusso di calore"
"scambi di calore"
tutte le volte in cui si scrive dQ, delta Q, Delta Q: indicano sempre
una *variazione*, quindi qualcosa che c'e' e poi aumenta o diminuisce
"calore prodotto"
"si trasforma in calore".

In effetti oggi si puo' parlare di "calore" solo in senso negativo:
quando un corpo acquista (perde) energia mediante una trasformazione in
cui non variano parametri macroscopici estensivi quali il volume, la
carica...
Se invece c'e' una variazione di volume, il corrispondente scambio di
energia e' "lavoro meccanico"; se c'e' variazione di carica e' "lavoro
elettrico".
--
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
Sez. Astronomia e Astrofisica

[ele]

ancora una volta la risposta di Elio fabri (vedi sotto) mi fa pensare
a quanto la termodinamica sia ancora una branca bistrattata e
trascurata.... eppure secondo me nasconde alcuni dei problemi più
interessanti della fisica...
(vedi il mio messaggio
http://www.mailgate.org/it/it.scienza.fisica/msg03475.html)
ci sarà qualcuno che riesce a metter un po' d'ordine nella
termodinamica ?...

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sono d'accordo sull'uso improprio delle parole....fatto che purtroppo
non si limita al calore...
ma...come possiamo rimediare ?
per esempio..perchè dobbiamo ancora usare come convenzione il verso
della corrente dal + al "meno" quando sappiamo benissimo che è il
contrario ?

ciao

ele

--
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[Giorgio Pastore]

ele wrote:
>
> ancora una volta la risposta di Elio fabri (vedi sotto) mi fa pensare
> a quanto la termodinamica sia ancora una branca bistrattata e
> trascurata.... eppure secondo me nasconde alcuni dei problemi più
> interessanti della fisica...

Beh, io direi che e' bistrattato l' *insegnamento* della termodinamica.
In particolare, nel curriculum italiano la termodinamica viene
affrontata solo una volta e all' inizio del curriculum quando mancano
sia una padronanza degli strumenti matematici (essenzialmente forme
differenziali) sia un background abbastanza ampio di fisica.
Col risultato che la termodinamica si riduce ad uno studio piu' o meno
mnemonico dei "principi" e alle sole applicazioni
ingegneristico-ottocentesche ai gas ideali.

Sono abbastanza convinto che per la temodinamica, come per altre branche
della fisica, gioverebbe una metodologia di apprendimento "a spirale"
con ritorni successivi distanziati nel tempo per permettere una vera
digestione dell' argomento.

Una questione a parte, ma connessa, abbastanza grave per la TD e' la
estrema varieta' qualitativa dei libri di testo.

> per esempio..perchè dobbiamo ancora usare come convenzione il verso
> della corrente dal + al "meno" quando sappiamo benissimo che è il
> contrario ?
>

Sappiamo benissimo ? Stai generalizzando la conduzione elettronica nei
metalli a tutte le correnti. Ci sono tante correnti in cui i portatori
NON sono cariche negative.

Per una discussione sull' utilita' didattica di mantenere la convenzione
da cariche positive, ti rimando alle pagine del bellissimo libro di
Arons (A.B. Arons, Guida all' insegnamento della fisica, Zanichelli,
1992,sezione 7.10).

Ciao

Giorgio

[ele]

be'..grazie....
probabilmente hai ragione... non ho avuto molta fortuna per quanto riguarda
il mio "curriculum".... alle superiori quando dovevo studiare la
termodinamica la mia proff si č "smaterializzata" (č andata a un corso di
aggiornamento)... cosě abbiamo avuto il tipico "supplente" inesperto...con
cui non si faceva niente....

ciao

ele

--
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