Sviluppo storico logico del concetto di calore
Salve, volevo essere sicuro di aver compreso adeguatamente queste cose. Il libro dal quale sto studiando la parte di termodinamica mi presenta l'argomento seguento il suo sviluppo storico-logico, e quindi parlandomi prima della teoria del FLUIDO CALORICO, nonostante si sia rilevata essere in parte errata.
In poche parole, con questa teoria era molto facile spiegare il meccanismo con cui avvenivano gli scambi di calore tra due corpi posti a contatto a temperature diverse. Si è supposto infatti che un fluido misterioso fluisse dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore e permettesse di uniformare i livelli di temperatura dei due corpi.
Più formalmente consideriamo un corpo che si trova inizialmente a temperatura $T_1$ e che viene portato a $T_2
2) ammesso che esistesse, non è detto che esso e la temperatura del corpo sono direttamente proporzionali;
3) non riuscendo a rilevare il fluido calorico contenuto in un corpo, era impossibile risalire al valore della costante $C$ e verificare che essa fosse veramente una costante di proporzionalità e non fosse funzione di qualche cosa.
Il punto $3$ può essere superato, in assenza di risultati sperimentali, prendendo una sostanza campione, per esempio una certa quantità di acqua, ed assegnando ad essa un valore di $C$ pari ad $1$. In questo modo, immergendo in quella quantità di acqua un certo corpo, misurando la variazione di temperatura dell'acqua e quindi la quantità di calore assorbita o ceduta dal corpo in essa immerso e la variazione di temperatura $DeltaT$ del corpo, era possibile risalire al valore della costante $C$ del corpo immerso. Inoltre, qualora il valore di $C$ trovato per il corpo relativamente alla variazione di $Delta T$ fosse stato costante per qualsiasi variazione di temperatura del corpo, e non solo di $Delta T$, allora concludiamo che è stato corretto stabilire che la relazione tra fluido calorico e temperatura del corpo fosse di diretta proporzionalità; qualora invece per una certa variazione di temperatura del corpo la costante $C$ assume un valore e per un'altra diversa variazione di temperatura assume un altro valore, allora concludiamo che $Q$ e $T$ non sono direttamente proporzionali. In questo caso, rilevato approssimativamente l'andamento di $C$ in funzione della temperatura del corpo (per esempio eseguendo una piccola variazione $dT$ e misurando $C$, poi eseguendo un'altra piccola variazione $dT$ e misurando $C$ relativamente a quell'intervallo di temperature), era possibile calcolare $Delta Q$ relativamente ad una qualsiasi variazione di temperatura $T_2-T_1$ semplicemente integrando tra gli estremi $T_1$ e $T_2$ la funzione $C(T)$, detta capacità termica.
Sono corrette queste considerazioni?
P:S=per $Q$ intendo la quantità di fluido calorico di un corpo, come anticamente si pensava.
Grazie mille.
In poche parole, con questa teoria era molto facile spiegare il meccanismo con cui avvenivano gli scambi di calore tra due corpi posti a contatto a temperature diverse. Si è supposto infatti che un fluido misterioso fluisse dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore e permettesse di uniformare i livelli di temperatura dei due corpi.
Più formalmente consideriamo un corpo che si trova inizialmente a temperatura $T_1$ e che viene portato a $T_2
2) ammesso che esistesse, non è detto che esso e la temperatura del corpo sono direttamente proporzionali;
3) non riuscendo a rilevare il fluido calorico contenuto in un corpo, era impossibile risalire al valore della costante $C$ e verificare che essa fosse veramente una costante di proporzionalità e non fosse funzione di qualche cosa.
Il punto $3$ può essere superato, in assenza di risultati sperimentali, prendendo una sostanza campione, per esempio una certa quantità di acqua, ed assegnando ad essa un valore di $C$ pari ad $1$. In questo modo, immergendo in quella quantità di acqua un certo corpo, misurando la variazione di temperatura dell'acqua e quindi la quantità di calore assorbita o ceduta dal corpo in essa immerso e la variazione di temperatura $DeltaT$ del corpo, era possibile risalire al valore della costante $C$ del corpo immerso. Inoltre, qualora il valore di $C$ trovato per il corpo relativamente alla variazione di $Delta T$ fosse stato costante per qualsiasi variazione di temperatura del corpo, e non solo di $Delta T$, allora concludiamo che è stato corretto stabilire che la relazione tra fluido calorico e temperatura del corpo fosse di diretta proporzionalità; qualora invece per una certa variazione di temperatura del corpo la costante $C$ assume un valore e per un'altra diversa variazione di temperatura assume un altro valore, allora concludiamo che $Q$ e $T$ non sono direttamente proporzionali. In questo caso, rilevato approssimativamente l'andamento di $C$ in funzione della temperatura del corpo (per esempio eseguendo una piccola variazione $dT$ e misurando $C$, poi eseguendo un'altra piccola variazione $dT$ e misurando $C$ relativamente a quell'intervallo di temperature), era possibile calcolare $Delta Q$ relativamente ad una qualsiasi variazione di temperatura $T_2-T_1$ semplicemente integrando tra gli estremi $T_1$ e $T_2$ la funzione $C(T)$, detta capacità termica.
Sono corrette queste considerazioni?
P:S=per $Q$ intendo la quantità di fluido calorico di un corpo, come anticamente si pensava.
Grazie mille.
Risposte
Non capisco a cosa vuoi arrivare con questi ragionamenti...
Se posso darti un consiglio lascia perdere queste considerazioni storiche e studia da un testo che ti spieghi direttamente la termodinamica classica.
Non credo sia per nulla utile didatticamente insegnare (e imparare) la termodinamica e la fisica in generale ripercorrendo tutte le strade sbagliate che si sono percorse nel passato. Intendiamoci è bello e utile conoscere la genesi storica degli argomenti, ma secondo me è opportuno farlo solo dopo aver acquisito delle basi ben solide e uno sviluppato senso critico e forma mentale per ciò di cui si parla, altrimenti si rischia solo di fare confusione.
Se posso darti un consiglio lascia perdere queste considerazioni storiche e studia da un testo che ti spieghi direttamente la termodinamica classica.
Non credo sia per nulla utile didatticamente insegnare (e imparare) la termodinamica e la fisica in generale ripercorrendo tutte le strade sbagliate che si sono percorse nel passato. Intendiamoci è bello e utile conoscere la genesi storica degli argomenti, ma secondo me è opportuno farlo solo dopo aver acquisito delle basi ben solide e uno sviluppato senso critico e forma mentale per ciò di cui si parla, altrimenti si rischia solo di fare confusione.
"Faussone":
ma secondo me è opportuno farlo solo dopo aver acquisito delle basi ben solide e uno sviluppato senso critico e forma mentale per ciò di cui si parla, altrimenti si rischia solo di fare confusione.
Ciao, quello di cui tu mi parli è un lavoro che già ho fatto. Ormai sento di avere una conoscenza abbastanza generale della fisica (mi riferisco alla meccanica ed alla termodinamica) quindi posso permettermi di fare questo percorso.
Volevo semplicemente avere delle informazioni più precise riguardo la capacità termica di un corpo e del perchè all'acqua si assegna convenzionalmente una capacità termica unitaria.
A detta del testo da cui sto studiando, i concetti di capacità termica, di calore specifico e di calore latente sono stati definiti proprio pensando al calore come un fluido immateriale contenuto in un corpo. Quindi sarebbe anche interessante capire come tali concetti, figli della teoria del calorico, siano sopravvissuti alle revisioni avutesi a seguito degli esperimenti di J.P.Joule.
Grazie e buona serata
"lisdap":
Ciao, quello di cui tu mi parli è un lavoro che già ho fatto. Ormai sento di avere una conoscenza abbastanza generale della fisica (mi riferisco alla meccanica ed alla termodinamica) quindi posso permettermi di fare questo percorso.
...se lo dici tu.
Mi permetto di farti presente che la termodinamica è molto meno semplice di quello che possa sembrare, ci vuole un po' per digerire e comprendere a pieno alcuni concetti.
"lisdap":
Volevo semplicemente avere delle informazioni più precise riguardo la capacità termica di un corpo e del perchè all'acqua si assegna convenzionalmente una capacità termica unitaria.
Per comodità. L'acqua mi pare abbastanza importante, sotto ogni aspetto.
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