Attrito e calore
Se il calore è energia che si scambia tra corpo e ambiente solo in virtù della differenza di temperatura come si spiega che il fenomeno di attrito converte l'energia meccanica dissipata in calore?
Ho pensato al seguente esempio:
se sfrego la mano su un tavolo (corpo rigido) e trascuro gli scambi di calore tra tavolo ed ambiente esterno, il lavoro fatto dall'attrito della mia mano produce una variazione dell'energia interna del tavolo. Data la dipendenza dell'energia interna di una corpo rigido dalla sua temperatura, l'effetto di tale lavoro si traduce in un aumento della temperatura del tavolo. Ora in virtù della differenza di temperatura tra tavolo e ambiente si assiste ad un trasferimento di calore. Ragionando in questo modo mi sono chiesto cosa accadrebbe se nello stato finale il tavolo, inizialmente a temperatura inferiore dell'ambiente, raggiungesse la temperatura ambientale. Non ci sarebbe scambio di calore? Il ragionamento che faccio è giusto?
Ho pensato al seguente esempio:
se sfrego la mano su un tavolo (corpo rigido) e trascuro gli scambi di calore tra tavolo ed ambiente esterno, il lavoro fatto dall'attrito della mia mano produce una variazione dell'energia interna del tavolo. Data la dipendenza dell'energia interna di una corpo rigido dalla sua temperatura, l'effetto di tale lavoro si traduce in un aumento della temperatura del tavolo. Ora in virtù della differenza di temperatura tra tavolo e ambiente si assiste ad un trasferimento di calore. Ragionando in questo modo mi sono chiesto cosa accadrebbe se nello stato finale il tavolo, inizialmente a temperatura inferiore dell'ambiente, raggiungesse la temperatura ambientale. Non ci sarebbe scambio di calore? Il ragionamento che faccio è giusto?
Risposte
Si spiega col fatto che non è vero che:
Ulteriore esempio di inadeguatezza della definizione di cui sopra: in una trasformazione isoterma, un gas perfetto scambia calore ma la sua temperatura resta costante ed uguale a quella del termostato con cui è a contatto.
Definiscilo a partire dal I Principio e l'empasse è superata.
"TS778LB":
il calore è energia che si scambia tra corpo e ambiente solo in virtù della differenza di temperatura
Ulteriore esempio di inadeguatezza della definizione di cui sopra: in una trasformazione isoterma, un gas perfetto scambia calore ma la sua temperatura resta costante ed uguale a quella del termostato con cui è a contatto.
Definiscilo a partire dal I Principio e l'empasse è superata.
Grazie! Stando al primo principio lo posso definire come uno dei due modi con cui è possibile variare l'energia interna di un sistema! Però non riesco ancora a comprendere come l'effetto dell'attrito sia quello di comportare trasferimento di calore!
Il calore in questo caso non ha niente a che fare, c'è solo lavoro, non scambio di calore, quindi:
$DeltaU=-L$
Quando ci sono forze non conervative l'energia interna varia, si ha un aumento di temperatura del corpo, senza che sia coinvolto scambio di calore.
$DeltaU=-L$
Quando ci sono forze non conervative l'energia interna varia, si ha un aumento di temperatura del corpo, senza che sia coinvolto scambio di calore.
Quindi quello che dico in questo passaggio è vero?
Questo vale anche per forze conservative giusto?
Quindi concludendo un trasferimento di energia in forma di calore si ha in generale quando corpi a contatto hanno temperatura diversa e quando in base al primo principio:
$ Q-L=\DeltaU $
$ Q=L $ (Isoterma di un gas perfetto ad esempio)
$ Q=\DeltaU $ (contatto tra corpi a temp diversa)
"TS778LB":
se sfrego la mano su un tavolo (corpo rigido) e trascuro gli scambi di calore tra tavolo ed ambiente esterno, il lavoro fatto dall'attrito della mia mano produce una variazione dell'energia interna del tavolo. Data la dipendenza dell'energia interna di una corpo rigido dalla sua temperatura, l'effetto di tale lavoro si traduce in un aumento della temperatura del tavolo. Ora in virtù della differenza di temperatura tra tavolo e ambiente si assiste ad un trasferimento di calore.
"Vulplasir":
Quando ci sono forze non conservative l'energia interna varia, si ha un aumento di temperatura del corpo, senza che sia coinvolto scambio di calore.
Questo vale anche per forze conservative giusto?
Quindi concludendo un trasferimento di energia in forma di calore si ha in generale quando corpi a contatto hanno temperatura diversa e quando in base al primo principio:
$ Q-L=\DeltaU $
$ Q=L $ (Isoterma di un gas perfetto ad esempio)
$ Q=\DeltaU $ (contatto tra corpi a temp diversa)
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