Energia termica e temperatura?
Ciao a tutti, potete spiegarmi la differenza fra energia termica e temperatura. Perché per entrambe spesso trovo la stessa definizione "misura dell'energia cinetica media delle molecole".
Mentre sul Giancoli porta un esempio: "due lingotti di ugual massa possono avere la stessa temperatura, ma avranno energia termica doppia rispetto ad un singolo lingotto".
Grazie per l'aiuto!!!
Mentre sul Giancoli porta un esempio: "due lingotti di ugual massa possono avere la stessa temperatura, ma avranno energia termica doppia rispetto ad un singolo lingotto".
Grazie per l'aiuto!!!
Risposte
Pur essendo tra loro collegate, temperatura e energia termica (calore) sono concetti ben distinti e da non confondere.
Ia temperatura è una proprietà fisica, il calore è una forma di energia, energia termica, appunto.
Un esempio semplice può chiarire i dubbi, spero:
forniamo energia termica ad una certa massa di mercurio
adesso forniamo la stessa energia termica ad una stessa massa di latte.
Le temperature che misuriamo saranno diverse.
In pratica fornendo energia termica ad un corpo si possono avere due effetti:
1) Il corpo aumenta la sua temperatura
2) Si ha un passaggio di stato, durante il quale la temperatura resta costante e il calore fornito è perciò detto calore latente.
Esiste anche una definizione matematica della temperatura, dovuta a Kelvin: \(\displaystyle\frac{1}{T}\) è il fattore integrante che trasforma il termine \(\delta Q\) nel differenziale esatto $dS$.
Entrando un po' nello specifico ti ricordo che nella termodinamica assiomatica avrebbe perfettamente senso assumere l'entropia come grandezza fondamentale nel sistema di unità di misura, così la temperatura avrebbe le dimensioni di una energia divisa per una entropia.
Ia temperatura è una proprietà fisica, il calore è una forma di energia, energia termica, appunto.
Un esempio semplice può chiarire i dubbi, spero:
forniamo energia termica ad una certa massa di mercurio
adesso forniamo la stessa energia termica ad una stessa massa di latte.
Le temperature che misuriamo saranno diverse.
In pratica fornendo energia termica ad un corpo si possono avere due effetti:
1) Il corpo aumenta la sua temperatura
2) Si ha un passaggio di stato, durante il quale la temperatura resta costante e il calore fornito è perciò detto calore latente.
Esiste anche una definizione matematica della temperatura, dovuta a Kelvin: \(\displaystyle\frac{1}{T}\) è il fattore integrante che trasforma il termine \(\delta Q\) nel differenziale esatto $dS$.
Entrando un po' nello specifico ti ricordo che nella termodinamica assiomatica avrebbe perfettamente senso assumere l'entropia come grandezza fondamentale nel sistema di unità di misura, così la temperatura avrebbe le dimensioni di una energia divisa per una entropia.
Okk ora è più chiaro!
Grazie Piero!!!
Grazie Piero!!!
"maruzzella92":
Ciao a tutti, potete spiegarmi la differenza fra energia termica e temperatura. Perché per entrambe spesso trovo la stessa definizione "misura dell'energia cinetica media delle molecole".
Mentre sul Giancoli porta un esempio: "due lingotti di ugual massa possono avere la stessa temperatura, ma avranno energia termica doppia rispetto ad un singolo lingotto".
Credo che con il termine energia termica si intenda l'energia interna di un corpo.
La temperatura, invece, è un concetto totalmente diverso. La temperatura è il nome che si dà alle varie isoterme di un corpo. Sperimentalmente si dimostra che c'è un collegamento tra le due grandezze fisiche. Per approfondire la definizione di temperatura (spesso trascurata sui libri di testo), ti consiglio di leggere la voce "Temperatura" sull'enciclopedia de agostini (io possiedo quella del 1993).
lisdap c'è da stare attenti anche a non confondere energia termica con en. interna, che è la somma di tutte le energie possedute da un corpo (e quindi comprende anche l'en termica).
Ho cercato un po' sull'enciclopedia (online perchè da fuori sede sarebbe stato un po' scomodo portare anche la cartacea
) e la miglior definizione che ho trovato è stata "Indice dello stato termico dei corpi che descrive l'attitudine di questi a cedere calore ad altri corpi o ad assorbirne da questi; in termini microscopici, grandezza proporzionale all'energia cinetica media delle particelle che costituiscono i corpi".
Ultimo dubbio: come definireste lo stato termico di un corpo??
Ho cercato un po' sull'enciclopedia (online perchè da fuori sede sarebbe stato un po' scomodo portare anche la cartacea
) e la miglior definizione che ho trovato è stata "Indice dello stato termico dei corpi che descrive l'attitudine di questi a cedere calore ad altri corpi o ad assorbirne da questi; in termini microscopici, grandezza proporzionale all'energia cinetica media delle particelle che costituiscono i corpi". E' ottima perchè spiega come la temperatura è collegata a calore ed en. termica.
Ultimo dubbio: come definireste lo stato termico di un corpo??
Marù,
penso non ci sia niente di meglio, per capire la differenza tra "calore" e "temperatura" , che ricordare il secondo principio della Termodinamica in questa forma : " IL calore ( energia termica) fluisce in modo spontaneo da un corpo a temperatura più alta ad un corpo a temperatura più bassa". E' quindi la differenza di temperatura a determinare il flusso spontaneo del calore .
Se prendi i due lingotti che dicevi tu, che hanno la stessa temperatura, e li metti a contatto di un terzo lingotto che ha ancora la stessa temperatura, secondo te ci sarà flusso di calore, e se ci sarà, in qual senso? I due lingotti hanno energia termica che è globalmente il doppio di quella del terzo lingotto...
penso non ci sia niente di meglio, per capire la differenza tra "calore" e "temperatura" , che ricordare il secondo principio della Termodinamica in questa forma : " IL calore ( energia termica) fluisce in modo spontaneo da un corpo a temperatura più alta ad un corpo a temperatura più bassa". E' quindi la differenza di temperatura a determinare il flusso spontaneo del calore .
Se prendi i due lingotti che dicevi tu, che hanno la stessa temperatura, e li metti a contatto di un terzo lingotto che ha ancora la stessa temperatura, secondo te ci sarà flusso di calore, e se ci sarà, in qual senso? I due lingotti hanno energia termica che è globalmente il doppio di quella del terzo lingotto...
Su wikipedia c'è scritto questo:
"L'energia termica di un sistema rappresenta l'energia cinetica media Ec delle particelle del sistema, che tiene conto dei movimenti di traslazione, di rotazione e di vibrazione delle particelle, ed aumenta all'aumentare della temperatura."
Non sono un fisico, quindi non so di preciso qual è la differenza tra energia termica ed energia interna, però mi sembrano concetti molto vicini, se non coincidenti.
Quanto alla temperatura, la definizione che hai trovato secondo me non significa nulla. E' solo una definizione intuitiva. Non so quale sia il tuo livello, né cosa studi, però la definizione precisa della grandezza temperatura è quella che ho trovato sull'enciclopedia che ho citato (la definizione è lunga due pagine ed è abbastanza complicata).
Queste definizioni che si trovano in giro sul web o sui testi non specializzati dicono tutto e niente.
Più tardi, se ci riesco, scannerizzo quelle due pagine interessanti.
Ciao!
"L'energia termica di un sistema rappresenta l'energia cinetica media Ec delle particelle del sistema, che tiene conto dei movimenti di traslazione, di rotazione e di vibrazione delle particelle, ed aumenta all'aumentare della temperatura."
Non sono un fisico, quindi non so di preciso qual è la differenza tra energia termica ed energia interna, però mi sembrano concetti molto vicini, se non coincidenti.
Quanto alla temperatura, la definizione che hai trovato secondo me non significa nulla. E' solo una definizione intuitiva. Non so quale sia il tuo livello, né cosa studi, però la definizione precisa della grandezza temperatura è quella che ho trovato sull'enciclopedia che ho citato (la definizione è lunga due pagine ed è abbastanza complicata).
Queste definizioni che si trovano in giro sul web o sui testi non specializzati dicono tutto e niente.
Più tardi, se ci riesco, scannerizzo quelle due pagine interessanti.
Ciao!
@navigatore: calore = energia in transito tra due corpi in funzione della loro differenza di temperatura.
energia termica = energia cinetica media delle particelle che costituiscono il corpo in esame.
temperatura = ...grandezza inventata dai fisici: si dice che due corpi sono alla stessa temperatura quando, posti a contatto termico fra loro, non si scambiano calore. (come mi hai detto tu, e finora penso sia la definizione migliore)
quello che mi serviva è una definizione semplice per la temperatura, al pari di quelle di calore ed energia termica, che mi sono chiare.
@lisdap: neanche io sono un fisico, e neanche mi sfiora l'idea sono al primo anno di medicina e sto lottando contro la fisica per un esame. perciò se ti riuscisse di scannerizzare le due pagine dell'enciclopedia te ne sarei grata!
energia termica = energia cinetica media delle particelle che costituiscono il corpo in esame.
temperatura = ...grandezza inventata dai fisici: si dice che due corpi sono alla stessa temperatura quando, posti a contatto termico fra loro, non si scambiano calore. (come mi hai detto tu, e finora penso sia la definizione migliore)
quello che mi serviva è una definizione semplice per la temperatura, al pari di quelle di calore ed energia termica, che mi sono chiare.
@lisdap: neanche io sono un fisico, e neanche mi sfiora l'idea
sono al primo anno di medicina e sto lottando contro la fisica per un esame. perciò se ti riuscisse di scannerizzare le due pagine dell'enciclopedia te ne sarei grata!
"maruzzella92":
@lisdap: neanche io sono un fisico, e neanche mi sfiora l'idea
Capisco, beh, la definizione che ho io è abbastanza complicata e mi sembra inutile in virtù dei tuoi scopi. Visto che studi medicina (e la Fisica non sarà per te una materia fondamentale), puoi tranquillamente "fermarti" alle definizioni che hai già trovato, senza complicarti la vita ulteriormente.
Ciao!
Marù, il fatto vero è che per "temperatura" non esiste una definizione semplice semplice.
Il Mencuccini-Silvestrini dice all'incirca questo : "Per rendere "quantitativo" il criterio con cui sensorialmente si descrive il diverso stato termico in cui lo stesso corpo può trovarsi (tiepido, caldo freddo : tutte sensazioni soggettive), si introduce una grandezza fisica ( convenzionale, aggiungo io) misurabile, che descrive tale stato ed è basata su effetti che sono il più possibile indipendenti da tali sensazioni soggettive.
Uno di questi effetti è, per esempio, la dilatazione termica dei corpi ( termometri a gas, a mercurio...)
Ma di effetti misurabili ne esistono tanti altri, per esempio la variazione di resistenza elettrica, ecc : non sarebbe possibile misurare la temperatura di un forno con un termometro a mercurio!
Potrei dirti che la temperatura è un "parametro di stato" , ma non ti darei una definizione operativa. Potrei dirti che esiste una " scala termodinamica della temperatura", ma ti complicherei la vita inutilmente. Guarda queste due pagine, tratte dal libro detto.
La tabella ti dà l'idea dei fenomeni fisici e del termometro primario usato nei vari intervalli di temperatura.
Comunque, visto che studi Medicina, ti basta capire il termometro a mercurio che metti sotto il braccio quando hai la febbre!
E suggerisci a lisdap un anti-infiammatorio per il torcicollo!
Il Mencuccini-Silvestrini dice all'incirca questo : "Per rendere "quantitativo" il criterio con cui sensorialmente si descrive il diverso stato termico in cui lo stesso corpo può trovarsi (tiepido, caldo freddo : tutte sensazioni soggettive), si introduce una grandezza fisica ( convenzionale, aggiungo io) misurabile, che descrive tale stato ed è basata su effetti che sono il più possibile indipendenti da tali sensazioni soggettive.
Uno di questi effetti è, per esempio, la dilatazione termica dei corpi ( termometri a gas, a mercurio...)
Ma di effetti misurabili ne esistono tanti altri, per esempio la variazione di resistenza elettrica, ecc : non sarebbe possibile misurare la temperatura di un forno con un termometro a mercurio!
Potrei dirti che la temperatura è un "parametro di stato" , ma non ti darei una definizione operativa. Potrei dirti che esiste una " scala termodinamica della temperatura", ma ti complicherei la vita inutilmente. Guarda queste due pagine, tratte dal libro detto.
La tabella ti dà l'idea dei fenomeni fisici e del termometro primario usato nei vari intervalli di temperatura.
Comunque, visto che studi Medicina, ti basta capire il termometro a mercurio che metti sotto il braccio quando hai la febbre!
E suggerisci a lisdap un anti-infiammatorio per il torcicollo!
"lisdap":
Credo che con il termine energia termica si intenda l'energia interna di un corpo.
e il I PT che fine ha fatto?
Considera l'eperienza di Joule.
Le pareti non consentono alcun scambio di energia con l'esterno, escluso il lavoro dell'agitatore. Se si applica una forza $F$, con uno spostamento $ds$, si compie sul sistema un lavoro $Fds$. L'acqua dopo l'agitazione torna allo stato di quiete, dunque nè l'energia potenziale, nè l'energia cinetica (macroscopica) del sistema hanno subito variazioni.
Perciò
\(\displaystyle dE_p+dE_c-\delta L \ne 0 \)
vuole dire che il sistema ha immagazzinato l'energia pari al lavoro compiuto su di esso. Il sistema possiede una nuova forma di energia e questa ha subito una variazione uguale al lavoro.
Tale energia è detta energia interna U.
Se il contorno non è adiabatico, bisogna tenere conto dell'energia termica (quantità di calore) positiva se entrante \(\delta Q\). Questo ci porta all'espressione generale del bilancio energetico (caso di sistema chiuso a scambi di massa).
per un sistema termodinamico semplificato abbiamo:\(\delta L + \delta Q=dU \)
"maruzzella92":
Ultimo dubbio: come definireste lo stato termico di un corpo??
In termodinamica sarebbe meglio parlare di stato termico di un sistema
è lo stato descritto dall'equazione : \(T=T(S,V,N_i)\) che, guarda un po', si chiama equazione di stato. La conoscenza di una sola equazione di stato non ci dà una descrizione completa dello stato termodinamico del sistema (andrebbero aggiunti potenziale chimico e pressione).
La temperatura del sistema è definita con una derivata parziale come
\[\displaystyle \left( {\frac{{\delta U}}{{\delta S}}} \right)_{V,N_i } = T\]
La ragazza ha detto che studia medicina, quindi ragionare in termini di derivate parziali ecc..non mi sembra la cosa più conveniente!
"lisdap":
Visto che studi medicina (e la Fisica non sarà per te una materia fondamentale), puoi tranquillamente "fermarti" alle definizioni che hai già trovato, senza complicarti la vita ulteriormente.
Ciao!
lo so che mi servirebbe sapere solo come funziona il termometro ma il prof, purtroppo, non é dello stesso avviso, visto che, tanto per dire, c'ha fatto studiare anche il motore elettrico, con rotore, statore, collettore..@navigatore l'ultima tua spiegazione è più che esauriente, grazie ancora per l'aiuto!
Garzie a tutti!
Ok, sentendo parlare di derivate parziali ho capito di non dovermi lamentare del mio prof! Piero grazie dell'aiuto, ma così la faccenda me la complico ancora di più
@lisdap:
Se mi si chiede cosa s'intende per stato termico di un sistema, se lo so, rispondo. Poi ognuno ne fa l'uso che ritiene più appropriato.
Mi sembrava poi giusto precisare che, anche ad essere di manica larga, non si può confondere l'energia termica con l'energia interna e l'ho fatto. Avendo poi colto, in risposta al mio primo post, una certa volontà da parte di maruzzella92 di approfondire un po', mi è sembrato corretto farlo.
Così è (se vi pare).
Se mi si chiede cosa s'intende per stato termico di un sistema, se lo so, rispondo. Poi ognuno ne fa l'uso che ritiene più appropriato.
Mi sembrava poi giusto precisare che, anche ad essere di manica larga, non si può confondere l'energia termica con l'energia interna e l'ho fatto. Avendo poi colto, in risposta al mio primo post, una certa volontà da parte di maruzzella92 di approfondire un po', mi è sembrato corretto farlo.
Così è (se vi pare).
Sono perfettamente d'accordo con Piero. Se uno chiede precisazioni, è ben precisare fino in fondo. E nel caso in esame la precisazione circa la differenza tra energia interna ed energia termica, sulla base del primo Principio della Termodinamica :
$\deltaQ = dU + \delta L$
è importante, perchè mostra chiaramente la differenza tra le due forme di energia dette. L'energia interna $U$ di un sistema termodinamico è una funzione di stato, l'energia termica $Q$ ed il lavoro $L$ non lo sono.
Maru, se il tuo prof insegna e pretende la conoscenza di tanti argomenti, fa il suo dovere, penso. Ti dirò che ho conosciuto dei medici che non sapevano definire che cosa è una "pressione a 120..." .
SE ti ho detto che come medico ti sarebbe bastata la conoscenza del termometro per misurare la febbre, evidentemente scherzavo...
Ciao.
$\deltaQ = dU + \delta L$
è importante, perchè mostra chiaramente la differenza tra le due forme di energia dette. L'energia interna $U$ di un sistema termodinamico è una funzione di stato, l'energia termica $Q$ ed il lavoro $L$ non lo sono.
Maru, se il tuo prof insegna e pretende la conoscenza di tanti argomenti, fa il suo dovere, penso. Ti dirò che ho conosciuto dei medici che non sapevano definire che cosa è una "pressione a 120..." .
SE ti ho detto che come medico ti sarebbe bastata la conoscenza del termometro per misurare la febbre, evidentemente scherzavo...
Ciao.
"piero_":
Pur essendo tra loro collegate, temperatura e energia termica (calore) sono concetti ben distinti e da non confondere.
Ia temperatura è una proprietà fisica, il calore è una forma di energia, energia termica, appunto.
Un esempio semplice può chiarire i dubbi, spero:
forniamo energia termica ad una certa massa di mercurio
adesso forniamo la stessa energia termica ad una stessa massa di latte.
Le temperature che misuriamo saranno diverse.
In pratica fornendo energia termica ad un corpo si possono avere due effetti:
1) Il corpo aumenta la sua temperatura
2) Si ha un passaggio di stato, durante il quale la temperatura resta costante e il calore fornito è perciò detto calore latente.
Esiste anche una definizione matematica della temperatura, dovuta a Kelvin: \(\displaystyle\frac{1}{T}\) è il fattore integrante che trasforma il termine \(\delta Q\) nel differenziale esatto $dS$.
Entrando un po' nello specifico ti ricordo che nella termodinamica assiomatica avrebbe perfettamente senso assumere l'entropia come grandezza fondamentale nel sistema di unità di misura, così la temperatura avrebbe le dimensioni di una energia divisa per una entropia.
Grazie per la ripartizione esatta relazione tra calore e temperatura .. non ero a conoscenza di questo e mi ha aiutato un sacco ..
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