CALORE ED ENERGIA  

    I cambiamenti di temperatura sono dovuti a scambi di calore. Per inciso il corpo più caldo cede calore a quello più freddo. Questa fase provoca il raffreddamento del primo e l'aumento della temperatura del secondo.

    Il calore quindi non è altro che una forma di energia che passa da un sistema fisico ad un altro ogni qualvolta che tra questi posti in contatto vi è una differenza dui temperatura (possiamo dire, a solo titolo esemplificativo, che avviene un qualcosa di simile al principio dei vasi comunicanti descritto nella fluidomeccanica).

    Con la calorimetria si studiano le leggi che regolano gli scambi di calore e i conseguenti effetti sui sistemi fisici.

    Se il cambiamento di temperatura non è eccessivo si può trovare sperimentalmente che il calore Q scambiato da un corpo e la sua differenza di temperatura DT sono direttamente proporzionali come dimostrato nella seguente equazione:

Q = DT C (1)

dove C è una costante detta di capacità termica, DT  (=t₁ - t₀ ) può essere di segno positvo (+) in caso di assorbimento di calore (che provoca aumento di temperatura) o segno negativo (-) in caso di cessione di calore (che provoca diminuzione di temperatura).

    Come accennato prima, il calore è una forma di energia e come tale può essere misurato in joule⁽¹⁾ . Prima che venisse stabilita la detta equivalenza il calore aveva una sua unità di misura: la caloria (cal)⁽²⁾.

    Questa non è altro che la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di un grammo di acqua distillata da 14,5°C a 15,5°C.

   Si traduce che per riscaldare⁽³⁾ un corpo di massa m da una temperatura t₁ a una temperatura t₂ dobbiamo cedergli una determinata quantità di calore Q.

    Dal punto di vista sperimentale scopriamo che Q è direttamente proporzionale sia a DT  (=t₁ - t₀ ) che alla massa m. Impostiamo quindi la nostra equazione:

Q = cm(t₂ - t₁) = cmDT   (2)

dove c è una costante di proporzionalità chiamata calore specifico.

    Se sostituiamo nella (2) i valori di m = 1 Kg, e DT =1°C  si ha:

Q = c x 1 x 1 =>  Q = c (2)

da cui deduciamo che il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore che occorre fornire a 1Kg della stessa perchè la sua temperatura aumenti di 1°C e si misura in Cal Kg^-1 °C^-1 .

    Da notare che la (2) è una approssimazione perchè il calore specifico di una sostanza non è rigorosamente costante ma varia con la temperatura⁽³⁾.