L’energia può esistere in diverse forme. Può essere energia leggera, energia termica, energia potenziale, energia cinetica, energia chimica, energia nucleare, ecc. Ogni materia fisica (o corpo o sistema termodinamico) possiede intrinsecamente una certa quantità di energia in una forma o nell’altra. Tale energia può essere convertita da una forma all’altra per conservarla all’interno dello stesso corpo. Può anche essere trasferito da un corpo all’altro con o senza cambiare la forma., Ogni sistema o corpo che ha una temperatura assoluta superiore a 0 K contiene intrinsecamente una certa quantità di energia termica a causa del movimento casuale incessante delle sue molecole. Per definizione, “calore” è quella parte dell’energia termica che può essere trasferita da un corpo all’altro solo a causa della loro differenza di temperatura. L’energia termica da un corpo può essere trasferita ad un altro corpo in due modi fondamentali, attraverso il trasferimento di calore o attraverso il trasferimento di lavoro. Di questi due modi, il trasferimento di calore avviene spontaneamente solo a causa della differenza di temperatura., Di conseguenza, “temperatura” è una proprietà del sistema termodinamico in virtù del quale il calore può essere trasferito. La temperatura non può essere trasferita direttamente. È solo il calore che può essere trasferito. Questo trasferimento di calore può, tuttavia, alterare la temperatura di un sistema o di un corpo.
Inoltre, il contenuto di calore totale all’interno di un corpo non può essere misurato; può essere misurato solo quando viene trasferito da un corpo all’altro. Ciò significa che solo la quantità di calore acquisita da un corpo o scaricata dal corpo può essere misurata. Ecco perché il calore è chiamato proprietà di confine., Al contrario, è possibile misurare la temperatura effettiva di qualsiasi sistema in una condizione specifica. Di conseguenza, la temperatura è chiamata proprietà del sistema. Il trasferimento di calore tra due corpi non dipende dalla quantità di calore posseduta dai corpi; piuttosto si basa sulla loro temperatura. Il trasferimento di calore avviene sempre spontaneamente da un corpo più caldo (temperatura più elevata) a un corpo più freddo (temperatura più bassa) indipendentemente dal loro contenuto di calore., La temperatura di un corpo aumenta se solo guadagna calore, e la temperatura diminuisce se un corpo scarica solo calore (a condizione che non ci sia altra forma di scambio di energia). Quindi il cambiamento di temperatura è il risultato del trasferimento di calore. Tornando alla scienza di base, la temperatura è una proprietà fondamentale standardizzata in SI o sistema metrico di unità. L’unità di temperatura, Kelvin (K), è un’unità fondamentale. D’altra parte, il calore è una quantità derivata simile a qualsiasi altra forma di energia, e l’unità di calore (Joule o Caloria) è anche un’unità derivata., Varie somiglianze e differenze tra calore e temperatura sono riportate di seguito in formato tabella.
- Sia il calore che la temperatura sono quantità scalari. Uno scalare ha solo magnitudine, mentre un vettore ha sia magnitudine che direzione. Sebbene il calore sia in realtà una proprietà di flusso, il calore è in realtà uno scalare. La velocità del flusso di calore (chiamata flusso di calore) è presentata dal gradiente di temperatura (legge di Fourier) e il gradiente di qualsiasi scalare è un vettore. Quindi “flusso di calore” è vettoriale, ma il calore è una temperatura scalare.
- Entrambi sono misurabili, anche se in modi diversi., Sono anche quantificabili.
- Di solito entrambi sono correlati; tuttavia, l’occorrenza di uno è anche possibile senza influenzare l’altro. Ad esempio, la temperatura di un oggetto può essere variata senza trasferire calore ma scambiando lavoro (un’altra forma di energia).
Differenze tra calore e temperatura
| Calore | Temperatura |
|---|---|
| Il calore è una forma di energia. È l’energia termica., | La temperatura non è un’energia. È lo stato termico di un corpo fisico (o sistema termodinamico). Nella meccanica classica, la temperatura di un corpo indica l’energia cinetica media di tutte le molecole del corpo corrispondente. |
| Il flusso di calore è un motivo alla base del cambiamento di temperatura. | La variazione di temperatura può essere il risultato di guadagno o perdita di calore., |
| Due corpi con la stessa temperatura potrebbero non contenere necessariamente la stessa quantità di calore (poiché le capacità termiche dipendono dalla massa). | Due corpi con lo stesso calore potrebbero non avere necessariamente la stessa temperatura. |
| Il calore è scambiabile. Può fluire da un corpo all’altro. Quindi un particolare corpo può rilasciare o ottenere una certa quantità di calore. | La temperatura non è sostituibile., Solo il calore può essere scambiato e il risultato del trasferimento di calore può essere la variazione della temperatura. |
| La quantità totale di calore presente in un particolare corpo non può essere misurata. Può essere misurato solo durante il flusso o lo scambio. Così guadagno o perdita di calore (cioè quantità di flusso di calore tra due corpi) può essere misurata. | La temperatura di un particolare corpo può essere misurata. Inoltre, la temperatura non scorre (è solo il calore che può fluire)., |
| La quantità di calore trasferita tra due corpi può essere misurata tramite calorimetro. | La temperatura di un corpo può essere misurata tramite termometro. |
| L’unità di misura del calore è: Joule (J) nel sistema SI o Caloria (Cal) nel sistema CGS. | Unità di misura della temperatura è gradi centigradi (°C) o Kelvin (K). |
| La sua dimensione è . | La sua dimensione è ., |
| Il calore non è una proprietà fondamentale della materia. È una proprietà derivata e la sua unità è anche un’unità derivata. | La temperatura è una proprietà fondamentale della materia. La sua unità (Kelvin, K) è anche un’unità fondamentale (o unità base). |
| Il calore (simile al lavoro) non è una proprietà del sistema termodinamico. È una proprietà di flusso. Le capacità termiche e le capacità termiche specifiche sono, tuttavia, proprietà del sistema termodinamico., | La temperatura è una proprietà del sistema termodinamico. |
| Il calore è una funzione path. Quindi si basa sul percorso intrapreso da un sistema termodinamico per raggiungere uno stato da un altro. | La temperatura è una funzione di punto. Quindi è indipendente dal percorso seguito dal sistema per raggiungere uno stato da un altro. Ogni stato termodinamico ha un valore definito fisso di temperatura., |
| Il fatto che il calore fluisca da un corpo all’altro corpo non è governato dalla quantità di calore presente nei corpi. | È la temperatura che decide se il flusso di calore si verificherà o meno tra due corpi. Il calore scorre sempre da un corpo ad alta temperatura a un corpo a bassa temperatura. |
| Le capacità termiche (non termiche) dipendono dalla massa del sistema. Quindi queste sono proprietà estese. Tuttavia, le capacità termiche specifiche sono proprietà intensive., | Temperature is independent of mass; so it is an intensive property. |
Leave a Reply