Progetto SeNIS Seminario Nazionale
Insegnamento delle Scienze
TEMPERATURA
E CALORE Nuclei
tematici
Equilibrio
termico
L’esperienza comune
suggerisce che nel contatto tra corpi a diversa temperatura (uno caldo
e uno freddo), il corpo freddo si riscalda e quello caldo, se non viene
rifornito di calore da una sorgente esterna, si raffredda. Il processo
non continua all’infinito: si arresta quando i due corpi raggiungono la
stessa temperatura e cioè l’equilibrio termico.
Qualcosa di analogo avviene
collegando due recipienti che contengono uno stesso liquido a diversa altezza:
il liquido passa dal livello più alto al più basso fino a
raggiungere lo stesso livello cioè l’equilibrio.
E’ interessante stabilire
quale sarà la temperatura di equilibrio nel contatto tra corpi diversi.
Una successione di esperienze porterà ad evidenziare che la temperatura
di equilibrio dipende da diverse grandezze (variabili) delle quali
converrà occuparsi gradualmente (separazione delle variabili).
Si comincerà con
la ricerca della temperatura di equilibrio nella mescolanza di quantità
uguali di una stessa sostanza a diversa temperatura. Si passerà
alla mescolanza di quantità diverse di una stessa sostanza a
diversa temperatura. Infine si mescoleranno sostanze diverse per concludere
che la temperatura di equilibrio dipende dalle temperature iniziali delle
sostanze, dalla loro quantità (massa) e dalla loro natura (calore
specifico).
La media aritmetica (semplice
e ponderata ) delle temperature in relazione alle masse e ai calori specifici
in gioco esprime la temperatura di equilibrio.