La propagazione del La propagazione del calorecalore

Il calore tende spontaneamente a

propagarsi sia all’interno di un corpo solido sia

all’interno di un fluido.I meccanismi di

propagazione sono però diversi; conduzione,

convenzione e irraggiamento

ConvezioneConvezione

Il fenomeno che si vede è, infatti, dovuto al Il fenomeno che si vede è, infatti, dovuto al fatto che il liquido presente nella parte bassa fatto che il liquido presente nella parte bassa del recipiente riscaldato si dilata e diminuisce del recipiente riscaldato si dilata e diminuisce

di densità. di densità. Per il principio di Archimede è, quindi,  Per il principio di Archimede è, quindi, 

spinto verso l’alto mentre il liquido più in alto, spinto verso l’alto mentre il liquido più in alto, più freddo, scende verso il basso compensando più freddo, scende verso il basso compensando

lo spostamento del liquido che risale.lo spostamento del liquido che risale.All’interno del recipiente si creano delle vere e All’interno del recipiente si creano delle vere e

proprie correnti chiamate proprie correnti chiamate convettive.convettive.

Riempiendo un recipiente di vetro e Riempiendo un recipiente di vetro e versando al suo interno delle gocce di versando al suo interno delle gocce di colorante, riscaldando il liquido si colorante, riscaldando il liquido si potranno osservare le sue particelle potranno osservare le sue particelle muoversi. muoversi. 

IrraggiamentoIrraggiamento

La propagazione del calore avviene in assenza di materia, come il sole propaga il

calore sulla terra.

“Irraggiare” significa “emettere radiazioni”. Esse sono onde che si propagano nello

spazio alla velocità della luce. Poiché queste radiazioni trasportano energia, quando investono un corpo e

vengono assorbite, provocano un aumento di energia cinetica delle molecole e della

temperatura.

La quantità di energia che un corpo assorbe per irraggiamento dipende molto dallo stato

della sua superficie.

Conduzione

La conduzione o conduttività termica (indicata con λ o k) è il rapporto, fra il flusso di calore e il gradiente di

temperatura che provoca il passaggio del calore.

È la capacità di una sostanza di trasmettere il calore e

dipende solo dalla natura del materiale.

L'equazione generale della conduzione termica è espressa dalla legge di Fourier .

Q= caloreK= coefficiente di conducibilità termicaT2-T1= variazione di temperaturadelta t = variazione di tempo S= superficieL= lunghezza

• Le sostanze che conducono bene il calore sono chiamate conduttori termici come ad esempio i metalli.

• Le sostanze che conducono male il calore invece sono chiamate isolanti termici, per esempio il legno e l’ acqua.

• I buoni conduttori termici hanno coefficiente di conducibilità grande, mentre gli isolanti più piccolo.

• Per l’aria il coefficiente di conducibilità è trascurabile pari a: 0,025W/(m * K) a °C mentre l’acqua è: 0,6W/(m * K)

Esperimento

Materiale

due palloncini

Una fonte di calore ( candela )

acqua

Gonfiamo 2 palloncini, uno con dell’ Gonfiamo 2 palloncini, uno con dell’ aria, il secondo lo riempiremo d’ aria, il secondo lo riempiremo d’

acqua. Li poniamo entrambi sopra la acqua. Li poniamo entrambi sopra la fiamma della candela.fiamma della candela.

Noteremo che il palloncino vuoto Noteremo che il palloncino vuoto scoppierà dopo pochi istanti mentre scoppierà dopo pochi istanti mentre

quello con al suo interno l’ acqua non quello con al suo interno l’ acqua non subirà nessun cambiamento. subirà nessun cambiamento.

Perché? Perché?

Come affermato precedentemente, l’ acqua Come affermato precedentemente, l’ acqua ha una conducibilità termica maggiore di ha una conducibilità termica maggiore di quella dell’aria, e quindi il palloncino non quella dell’aria, e quindi il palloncino non

fa in tempo a sciogliersi ed a scoppiare fa in tempo a sciogliersi ed a scoppiare perché l’ acqua assorbe subito il calore perché l’ acqua assorbe subito il calore

fornito dalla fiamma.fornito dalla fiamma.