Calore

calore

calóre [Der. del lat. calor -oris, da calere "essere caldo"] [TRM] L'energia che un corpo macroscopico o, più in generale, un sistema termodinamico cede o riceve a causa di una differenza di temperatura con altri corpi o sistemi tramite i processi di conduzione, convezione e irraggiamento; quantità di c. è detta l'entità della variazione di energia prodotta dai sopra nominati processi di trasmissione e propagazione del calore; per quanto concerne i modelli fisici del c., v. calore, teorie del. Delle numerose locuz. riguardanti il c., alcune sono ricordate qui di seguito; per altre si rinvia al termine di qualificazione. Unità di misura della quantità di c. sono quelle stesse dell'energia, cioè il joule (SI) e l'erg (CGS), oltre alla caloria che nel passato era l'unità specifica ed esclusiva (sopravvive peraltro in qualche settore tecnico). ◆ [BFS] C. animale: c. derivante dai processi metabolici. La produzione di c. è detta termogenesi; a seconda che la temperatura del corpo sia costante e quasi sempre superiore a quella dell'ambiente (Mammiferi, Uccelli) o variabile in rapporto a questa (Pesci), gli animali si dicono omotermi ed eterotermi. ◆ [FAT] C. atomico: quantità di c. che occorre somministrare a 1 grammo-atomo di un elemento per aumentarne di 1 K la temperatura; è pari al prodotto del c. specifico per il peso atomico dell'elemento. Come il c. specifico, così anche il c. atomico può essere considerato a pressione costante oppure a volume costante: per gli elementi solidi a temperatura ordinaria, il primo oscilla intorno a 6.3, il secondo intorno a 6 cal/(grammo-atomo·K), in accordo con la legge di Dulong e Petit (si hanno però delle eccezioni: per es., per il carbonio, il silicio, il boro si hanno valori sensibilmente diversi). Per i gas perfetti monoatomici il c. atomico a pressione costante vale 5R/2 e quello a volume costante 3R/2, essendo R la costante dei gas perfetti. ◆ [CHF] C. di formazione: quantità di c. scambiata con l'ambiente circostante nella combinazione diretta degli elementi per formare una mole del composto considerato; poiché nei cambiamenti di stato degli elementi o dei composti entrano in gioco i c. di fusione, di vaporizzazione, ecc., nell'indicare i c. di formazione occorre specificare lo stato di aggregazione sia del reagente che del composto. ◆ [CHF] C. di reazione: il c. messo in gioco da una reazione chimica, a seconda dei casi sviluppato (reazioni esotermiche) o assorbito (reazioni endotermiche); è generalm. riferito a una mole di ciascuna delle sostanze reagenti. A seconda che la reazione avvenga a volume costante o a pressione costante, il c. di reazione assume valori diversi, detti appunto a volume o a pressione costante. ◆ [FML] C. di trasformazione: il c. da somministrare o da sottrarre all'unità di massa di una sostanza nel portarla dallo stato iniziale a quello finale di una trasformazione termodinamica, quali cambiamenti di stato d'aggregazione, variazioni di struttura cristallina, transizioni in genere (ferromagnetiche, ferroelettriche, ordine-disordine, ecc.). Se la trasformazione avviene a pressione costante, coincide con la variazione di entalpia; ha definizioni particolari nei vari casi: per es., in questioni tecniche si trova utile definire come c. totale di vaporizzazione di un liquido la somma del c. latente di vaporizzazione e del c. di riscaldamento, cioè del c. da somministrare all'unità di massa del liquido per portarla alla temperatura di ebollizione a partire da una temperatura convenzionale (di solito, 0 °C) e in più un eventuale c. di surriscaldamento se v'è da considerare una tale condizione. ◆ [GFS] [TRM] C. interno terrestre: energia termica prodotta entro la Terra: v. calore interno terrestre. ◆ [TRM] C. latente: c. che occorre scambiare con l'unità di massa di una sostanza posta nelle condizioni di transizione di fase per farle cambiare stato di aggregazione, cioè da solido a liquido, da liquido ad aeriforme, e viceversa, con conseguenti qualificazioni particolari (c. latente di fusione, di evaporazione e vaporizzazione, di condensazione, di liquefazione, di solidificazione: → le singole voci); la qualifica di "latente" deriva dal fatto che durante la somministrazione o la sottrazione di tale c. non si manifesta l'effetto che ci si potrebbe aspettare, e cioè una variazione di temperatura, che infatti resta costante, insieme alla pressione, durante la transizione di fase, e ciò perché l'energia che esso rappresenta fa variare l'energia molecolare potenziale di stato (per es., nella fusione è spesa per modificare i forti legami intermolecolari caratteristici dello stato solido) e non l'energia molecolare in atto, commisurabile con la temperatura. ◆ [CHF] C. molare: quantità di c. da somministrare a una mole di sostanza per aumentarne di 1 K la temperatura: v. calore specifico: I 432 d; nella tab. sono riportati i valori per alcune sostanze notevoli. ◆ [FML] C. molecolare: prodotto del c. specifico per la massa molecolare. Secondo la regola di Neumann e Kopp il c. molecolare di un composto solido è la somma dei c. atomici degli atomi che ne costituiscono la molecola. ◆ [TRM] C. raggiante: l'energia elettromagnetica emessa da ogni corpo per il solo fatto di non trovarsi alla temperatura dello zero assoluto, secondo le leggi dell'irraggiamento termico; per corpi a temperatura non molto diversa da quella ambiente il campo di tale radiazione cade prevalentemente nella zona infrarossa dello spettro; al crescere della temperatura lo spettro delle radiazioni emesse si va estendendo nella zona del visibile e il corpo finisce con l'apparire incandescente. Si deve a M. Melloni l'aver messo in chiaro con alcune eleganti esperienze e con la sua opera La thermocrose ou la coloration calorifique (1850) la natura elettromagnetica del c. raggiante, laddove, sulla base di esperienze mal condotte o male interpretate di E. Mariotte, di K. Scheele, di W. Herschel, si era creduto di poter attribuire alla radiazione termica una natura diversa. Il c. raggiante si propaga con le stesse modalità e dà quindi luogo agli stessi fenomeni (riflessione, rifrazione, interferenza, ecc.) ai quali danno luogo le altre radiazioni elettromagnetiche; in partic. esso si propaga nel vuoto con la stessa velocità della luce. Un esempio cospicuo di propagazione per irraggiamento si ha nella propagazione del calore solare. ◆ [FML] C. sensibile di un gas: quantità di c. fornita all'unità di massa del gas per portarne la temperatura da 0 a t °C; corrisponde al prodotto del salto di temperatura per il c. specifico medio, a pressione costante, nell'intervallo considerato. ◆ [ASF] [GFS] C. solare: quello che il Sole irraggia sulla Terra, in ragione di circa 2 calorie a cm2 e a secondo, equivalenti a circa un kilowatt a m2 (costante solare), derivante da reazioni termonucleari di fusione dell'idrogeno in elio, sotto l'azione catalizzatrice del carbonio e dell'azoto. ◆ [TRM] C. specifico: la quantità di c. che occorre somministrare all'unità di massa di una sostanza per aumentarne la temperatura di 1 K. Poiché la quantità di c. non è una funzione di stato, il c. specifico è generalm. diverso per ognuna delle trasformazioni accessibili al sistema, in partic. operando a pressione costante (c. specifico a pressione costante, o isobaro) oppure a volume costante (c. specifico a volume costante, o isocoro). Per sostanze in fase condensata (liquida e solida) questi due ultimi differiscono di poco, risultando rigorosamente uguali nei punti di stazionarietà della curva V(T)P, che rappresenta l'andamento del volume V al variare della temperatura T essendo mantenuta la pressione P costante: v. calore specifico e le voci seguenti correlate per i gas, i liquidi e i solidi, anche per valori relativi ad alcune sostanze. Poiché il c. specifico s'ottiene dividendo il c. molare per il peso molecolare, la tab. qui data per i c. molari isobari può essere utilizzata per avere i c. specifici isobari delle sostanze ivi riportate. ◆ [FAT] C. specifico atomico: v. calore specifico: I 432 d. ◆ [FML] C. specifico molare: lo stesso che c. molare. ◆ [FSD] C. specifico vibrazionale: v. calore specifico dei solidi: I 442 d. ◆ [TRM] C. totale: lo stesso che c. di trasformazione. ◆ [FSD] Effetto anarmonico sul c. specifico: v. calore specifico dei solidi: I 446 b. ◆ [ANM] Equazione del c.: equazione differenziale alle derivate parziali di tipo parabolico che descrive la diffusione del c.: v. equazioni differenziali alle derivate parziali: II 444 e. ◆ [TRM] Equivalente meccanico del c. (propr., della caloria): il rapporto tra il lavoro meccanico fatto in un qualunque processo e la quantità di c., in calorie, prodotta, il cui valore convenz. accettato è 4.186 8 J/cal. ◆ [MTR] [TRM] Quantità di c.: (a) energia che, per un sistema termodinamico e a norma della prima legge della termodinamica, è pari alla somma della variazione dell'energia interna di questo e del lavoro meccanico eseguito su esso in un qualunque processo; (b) generic., lo stesso che energia termica. ◆ [TRM] Trasmissione del c.: può avvenire per conduzione, per convezione e per irraggiamento: v. calore, trasmissione del. ◆ [STF] [TRM] Teoria analitica del c.: v. calore, teorie del: I 415 f. ◆ [TRM] Teoria dinamica del c.: v. calore, teorie del: I 419 c. ◆ [FML] Teoria quantistica del c. specifico dei gas: v. calore specifico dei gas: I 435 c.