Flashcard di Termometria e Calorimetria

Flashcard di vocabolario basate sui concetti di termometria, calorimetria, dilatazione termica e classificazione dei sistemi termodinamici trattati nelle lezioni.

Principio 0 della termodinamica

Principio secondo cui, quando due o più corpi si trovano a temperature diverse, si verifica un passaggio di calore (energia) dal corpo a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa, fino al raggiungimento dell'equilibrio termico.

Equilibrio termico

Stato raggiunto da due o più corpi a contatto in cui cessano i trasferimenti di calore e tutti i corpi raggiungono la stessa temperatura.

Passaggio di stato (o transizione di fase)

Il cambiamento della materia da uno stato di aggregazione all'altro (solido, liquido, aeriforme), durante il quale la temperatura del corpo rimane costante.

Scala Celsius

Scala termometrica centigrada definita fissando la temperatura di fusione del ghiaccio a $0\,^\circ\text{C}$ e quella di evaporazione dell'acqua a $100\,^\circ\text{C}$, con $100$ suddivisioni (tacchette).

Scala Fahrenheit

Scala termometrica divisa in $180$ tacchette tra la temperatura di fusione del ghiaccio ($32\,^\circ\text{F}$) e quella di evaporazione dell'acqua ($212\,^\circ\text{F}$), legata alla scala Celsius dalla relazione $\frac{t(^\circ\text{F}) - 32}{180} = \frac{t(^\circ\text{C})}{100}$.

Zero assoluto

La temperatura di $0\,\text{K}$ (pari a $-273\,^\circ\text{C}$), indicata come la temperatura del vuoto e il limite minimo raggiungibile.

Dilatazione termica lineare

Variazione della lunghezza di un solido in seguito a una variazione di temperatura $\Delta T$, descritta dalla formula $\Delta l = \lambda \cdot L_0 \cdot \Delta T$ oppure $L_f = L_0(1 + \lambda \Delta T)$, dove $\lambda$ è il coefficiente di dilatazione lineare.

Dilatazione termica superficiale

Aumento della superficie di un solido al variare della temperatura, espresso dalla formula $a_f \cdot b_f = a \cdot b(1 + 2\lambda \Delta T)$, trascurando i termini quadratici in quanto molto piccoli.

Dilatazione termica volumica dei solidi

Variazione del volume di un solido provocata dal riscaldamento, descritta dalla relazione $V_f = V_0(1 + 3\lambda \Delta T)$, dove $3\lambda$ rappresenta il coefficiente di dilatazione volumica.

Dilatazione termica dei liquidi

Fenomeno di espansione esclusivamente volumica caratteristico dei liquidi, regolato dalla formula $V = V_0(1 + \beta \Delta T)$; i liquidi si dilatano maggiormente rispetto ai solidi ($\beta \approx 10^{-3}\,\text{K}^{-1}$ rispetto a $\lambda \approx 10^{-5}\,\text{K}^{-1}$).

Quantità di calore ($Q$)

Energia termica che occorre fornire o sottrarre a un corpo per far variare la sua temperatura in assenza di passaggi di stato, espressa da $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$.

Capacità termica ($C$)

Grandezza definita come $C = \frac{Q}{\Delta T} = m \cdot c$, che rappresenta il calore necessario per variare di un grado la temperatura di un dato corpo e dipende dalla massa e dalla sostanza di cui è fatto.

Calore specifico ($c$)

Quantità di calore necessaria per variare di un grado la temperatura dell'unità di massa di una sostanza ($c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}$); per l'acqua equivale a $1\,\text{cal}/(\text{g} \cdot ^\circ\text{C}) = 4186\,\text{J}/(\text{kg} \cdot \text{K})$.

Sistema aperto

Sistema termodinamico che scambia sia calore sia massa con l'ambiente esterno.

Sistema chiuso

Sistema termodinamico che scambia energia sotto forma di calore con l'esterno, ma non scambia massa.

Sistema isolato

Sistema termodinamico che non effettua alcun tipo di scambio né di calore né di massa con l'esterno ($\Delta Q = 0$), come ad esempio un thermos.

Equivalente in acqua del calorimetro ($m_{\text{eq}}$)

Massa d'acqua fittizia usata nei calcoli calorimetrici per rappresentare la quantità di calore assorbita o dispersa dalle pareti non perfettamente isolate del calorimetro, secondo la formula $Q_{\text{dispersa}} = m_{\text{eq}} \cdot c_{\text{H}_2\text{O}} \cdot (T_f - T_i)$.