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Termodinamica

Campo delle temperature

Si parla di campo delle temperature se è possibile valutare il valore della temperatura in ogni punto di una regione dello spazio. Il campo delle temperature è un campo scalare in quanto ogni punto dello spazio è assunto dal valore della grandezza temperatura (che è una grandezza scalare). Per rappresentare un campo scalare si congiungono…

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Reazione endotermica

Si definisce reazione endotermica, quella reazione chimica che assorbe calore dall’ambiente esterno ad un sistema, caratterizzata da un valore positivo della variazione di entalpia.

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Reazione endoergonica

Si definisce reazione endoergonica, quella reazione chimica che non può avvenire spontaneamente, caratterizzata da un valore positivo della variazione di energia libera.

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Calore (energia termica)

Il calore è una forma di energia trasferita da un corpo (o da un sistema) ad un altro di temperatura differente. Si tratta perciò di energia in transito e non è una entità contenuta nei corpi. I fenomeni termici sono interpretati alla luce delle conoscenze sulla struttura atomica e particellare della materia: gli atomi e…

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Convezione

La convezione è un processo di trasporto di energia e materia, che avviene mediante l’azione combinata della conduzione, dell’accumulo di energia e del mescolamento. Si tratta del più importante meccanismo di scambio di energia termica tra una superficie solida ed un liquido o un gas (in generale, quindi, un fluido). In generale si può affermare…

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Irraggiamento

L’irraggiamento (termico) è una delle tre modalità di trasmissione del calore; è il processo mediante il quale il calore fluisce da un corpo a temperatura maggiore verso un corpo a temperatura minore, quando i due corpi non sono a contatto, anche se tra di essi c’è il vuoto. Notiamo dunque subito una differenza con la conduzione: in…

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Conduzione (termica)

La conduzione (termica) è una delle tre modalità di trasmissione del calore; è un processo mediante il quale il calore fluisce da una regione a temperatura maggiore verso una regione a temperatura minore attraverso un solo mezzo (solido, liquido o aeriforme) o attraverso mezzi diversi posti a diretto contatto fisico. Nella conduzione, l’energia si trasmette per contatto…

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Calore di vaporizzazione

È una misura diretta della quantità di energia necessaria a superare le forze che tengono unite le molecole adiacenti in un liquido, in modo da permettere alle singole molecole di distaccarsi dalle altre e di passare allo stato gassoso.

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Calore di reazione

Quantità di calore sviluppata o assorbita durante una reazione chimica. Esso ha un valore diverso se misurato a pressione costante o a volume costante. Un caso particolare è il calore di combustione, che è la quantità di calore sviluppata dalla combustione completa dell’unità di massa di una sostanza.

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Calore latente

Quantità di calore da fornire all’unità di massa di un corpo dall’inizio alla fine di un suo passaggio di stato (fusione, evaporazione/ebollizione, sublimazione). Rappresenta anche la quantità di calore estraibile dall’unità di massa durante il passaggio di stato opposto: ad esempio, il calore latente di fusione ha lo stesso valore assoluto (mentre il segno è…

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Capacità termica

Si definisce capacità termica di un corpo (o più in generale di un qualunque sistema termodinamico) il rapporto fra il calore scambiato tra il corpo con l’ambiente e la variazione di temperatura che ne consegue. \[C=\dfrac{Q}{\Delta T}\] Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della capacità termica è J/K, ed esprime la quantità di calore in…

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Calore specifico

Si definisce calore specifico la quantità di calore da fornire all’unità di massa di un corpo materiale, per variare di 1°C la sua temperatura. Per i gas, sappiamo già che il calore specifico ha un valore diverso se misurato a pressione costante \(c_P\) o a volume costante \(c_V\). Il prodotto tra calore specifico di un…

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Cella di Peltier

La cella di Peltier è un dispositivo termoelettrico ad effetto Peltier, utilizzata sia come dispositivo di raffreddamento che di riscaldamento; sono reversibili attraverso l’effetto Seebeck e possono essere adottate anche come generatori (ad esempio nei pannelli solari). Le celle di Peltier possono essere di due tipologie: isolate (se rivestite di materiale ceramico) e non isolate. Assimilabile dunque ad una pompa…

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Conducibilità termica interna

Si definisce conducibilità termica interna, indicata con il coefficiente \(k\) quella proprietà intrinseca dei materiali che permette la determinazione del campo termico, in dipendenza alla quantità di calore che si trasmette per conduzione attraverso una qualsiasi superficie. In altre parole rappresenta la capacità di un sistema termodinamico nel farsi attraversare da una quantità di calore \(dQ\); tanto…

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Energia interna

Le particelle elementari che costituiscono qualunque elemento di materia possiedono energia sotto varie forme: ci sono forme che si manifestano a livello macroscopico, come l’energia cinetica o quella potenziale associate al movimento o alla presenza di un campo gravitazionale, e forme che invece non sono normalmente manifeste perché possedute dalle particelle a livello microscopico. Quindi, possiamo affermare che l’energia…

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Entalpia

In termodinamica, la grandezza fisica entalpia (solitamente indicata con \(H\)) è una funzione di stato definita come la somma dell’energia interna \(U\) e del prodotto della pressione \(p\) per il volume \(V\): \[H = U+ pV\] In base a questa relazione, si deducono due importanti osservazioni a proposito dell’entalpia: la prima è che l’entalpia è una grandezza…

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Entropia

Il concetto di entropia viene introdotto dal Secondo Principio della Termodinamica, dal quale è possibile evincere che l’entropia è una funzione di stato di un sistema termodinamico. Essendo una funzione di stato, i valori che essa assume non dipendono dalla natura delle trasformazioni con le quali si è giunti a quel determinato stato. È pertanto opportuno…

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Benessere temorigrometrico

Per benessere termoigrometrico si intende la sensazione di soddisfazione che, in un ambiente, le persone provano nei riguardi della sensazione termica (sentire caldo/freddo) e idrometrica (umidità). L’esperienza ha mostrato che un giudizio positivo sulla sensazione termica provata in un ambiente viene formulato da gran parte delle persone solo in corrispondenza di certi valori assunti da…

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Trasformazione termodinamica

Prende il nome di trasformazione termodinamica (o processo termodinamico) di un sistema, una qualsiasi modificazione che comporti la variazione di almeno una delle sue proprietà interne. A seconda che tale variazione sia infinitesima oppure finita avremo una trasformazione infinitesima oppure finita. È bene distinguere una trasformazione da un semplice fenomeno fisico: per esempio, un sistema semplice costituito da un…

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Effetto magnetocalorico

Si definisce effetto magnetocalorico quel fenomeno magneto-termodinamico che causa una variazione reversibile di temperatura per effetto di una variazione di un campo magnetico. La variazione del campo magnetico genera una modifica dell’entropia dovuta all’interazione dei dipoli magnetici degli atomi del materiale con il campo magnetico esterno. Pertanto si ha una diminuzione di temperatura all’aumentare del campo…

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Effetto Thomson

L’effetto Thomson, scoperto da William Thomson (lord Kelvin) nel 1854, è un effetto termoelettrico che si manifesta con l’insorgenza di un gradiente di potenziale elettrico (e quindi si una forza elettromotrice, detta in questo caso forza elettromotrice di Thomson) in un materiale conduttore, quando esso viene sottoposto ad un gradiente di temperatura. In termini qualitativi, la spiegazione…

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Effetto Peltier

L’effetto Peltier scoperto da Jean Charles Athanase Peltier nel 1834 è un fenomeno termoelettrico che si manifesta quando in un circuito elettrico costituito da due conduttori metallici (o anche semiconduttori) diversi, posti in contatto (giunzione Peltier), si fa circolare corrente elettrica e questa produce un trasferimento di calore; ovvero una delle giunzioni si riscalda (acquista calore), mentre l’altra…

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Effetto Seebeck

L’effetto Seebeck, scoperto da Thomas Johann Seebeck nel 1821, è un effetto termoelettrico per cui, in un circuito costituito da due conduttori metallici (o semiconduttori) diversi ed in serie fra loro, sottoposto ad un gradiente di temperatura è in grado di generare una differenza di potenziale (tra le zone a diversa temperatura) tale da originare un…

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Sistema termodinamico

In termodinamica, un sistema (leggi in inglese: Thermodynamic system) è una definita quantità di materia, oppure una definita porzione di spazio (geometricamente delimitato), su cui si intende operare. Tale sistema è delimitato da superfici (o pareti o confini), dette anche superfici di controllo; tutto ciò che è esterno al sistema, ed è in grado di…

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