Calore
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Il calore è la quantità di energia termica posseduta da un sistema. Più precisamente, il calore rappresenta, a livello macroscopico, uno scambio di energia non accompagnato da scambi di materia (energia in transizione).
Il concetto di calore (variabile estensiva) è intimamente legato al concetto di temperatura (variabile intensiva).
Il confronto del livello termico fra due corpi è possibile solamente con l'introduzione della grandezza temperatura che è, pertanto la misura oggettiva della quantità di energia termica posseduta. Mentre il calore, da non confondere con l'energia interna di un sistema, non è considerato in termodinamica una variabile di stato, la temperatura lo è perché indica una condizione di stato misurabile. A livello microscopico (teoria cinetica del calore, che in questa definizione di calore si è voluto non introdurre), la temperatura corrisponde allo stato di agitazione termica delle molecole, il calore invece sta ad indicare la quantità di energia che si propaga a causa di questa stessa agitazione termica.
Come tutte le grandezze fisiche, il calore è misurabile e poiché esso, come si è affermato, è una forma di energia, la sua naturale unità di misura è il Joule. Nella pratica viene usata come unità di misura la caloria.
Alcune equivalenze:
- 1 CAL = 4.186 Joule (sistema MKSA: grande caloria)
- 1 cal = 4,186 Joule (sistema CGS: piccola caloria)
- 1 Joule = 0,2388 cal
- 1CAL = 1000cal
L'aspetto più appariscente dei fenomeni legati al calore è che esso passa da un corpo ad un altro. La propagazione del calore può avvenire in tre modi:
- per convezione: in un fluido si determinano correnti calde verso l'alto e fredde verso il basso (correnti convettive dovute a variazioni di densità del fluido) che gradatamente fanno aumentare la temperatura;
- per conduzione: in uno stesso corpo o fra corpi a contatto si ha una trasmissione molecolare o atomica del calore dovuta al moto vibrazionale degli atomi che si trasmette a quelli contigui;
- per irraggiamento: la trasmissione avviene per onde elettromagnetiche a distanza (raggi infrarossi): es. le stufe elettriche a resistenza , il sole e qualsiasi corpo caldo...
Nella pratica tecnica e nell'impiantistica in genere lo scambio di calore tra fluidi avviene in apparecchi chiamati appunto scambiatori di calore.
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