Page 19 - fizica-viii

UNITATEA 1 Fenomene termice 17

Reține!
Știai că?
Cantitatea de căldură (mai scurt, căldura) este energia care se trans-
mite între două corpuri, la nivel microscopic. Multă vreme, unitatea de măsură
Căldura se notează cu Q şi se măsoară în jouli: [Q] = J. a căldurii a fost caloria. Caloria
este egală cu cantitatea de căl-
SI
Cantitatea de căldură este un parametru de proces, la fel ca lucrul meca- dură necesară pentru a încălzi 1 g
nic, deoarece are sens să vorbim despre ea numai în timpul unui proces în de apă cu 1 °C. James Prescot Joule
care corpul trece dintr-o stare în alta. a fost primul care a făcut legă-
Alţi parametrii, cum ar fi temperatura, masa, volumul sau densitatea, tura dintre energia termică și cea
sunt parametrii de stare, deoarece caracterizează corpul într-o stare dată. mecanică, stabilind echivalentul
mecanic al căldurii: 1 cal = 4,18 J.
Interpretarea microscopică a căldurii Caloria se folosește și în prezent
pentru exprimarea conținutului
Dacă un corp mai cald poate transfera energie unui corp mai rece, energetic al alimentelor.
înseamnă că acel corp cald avea energie înmagazinată în interiorul său la
nivel molecular. Această energie (numită energie internă) este suma ener-
giilor cinetice şi potenţiale ale tuturor moleculelor care alcătuiesc corpul.
Energia internă este un parametru de stare, la fel ca temperatura.

Procese în care este implicată căldura
1. Contactul termic între un corp cald și unul rece (fig.7)
Dacă punem în contact termic un corp cald cu unul rece (ca în experi-
mentul introductiv), corpul cald dă căldură corpului rece. Spunem despre
corpul cald că „cedează căldură”, iar despre cel rece că „primeşte căldură”.
În timpul acestui proces, energia internă a corpului cald scade, iar a
celui rece creşte. Fig. 7 – Transfer de căldură de la un
2. Arderea unui combustibil (fig.8) corp mai cald (sus) la unul mai rece
Energia eliberată în timpul arderii provine din energia potenţială înma-
gazinată în moleculele combustibilului în perioada sa de formare. La com-
bustibilii fosili, aceste molecule erau părţi ale unor plante şi s-au format
prin fotosinteză, înmagazinând energia soarelui. În timpul arderii, energia
potenţială se transformă în energie cinetică, ducând la creşterea tempe-
raturii substanţelor rezultate. Dacă aceste substanţe foarte calde intră în
contact cu corpuri mai reci, are loc un transfer de căldură. Fig. 8 – Modelul eliberării energiei
3. Frecarea (fig.9) potențiale înmagazinate într-o
Energia eliberată în timpul frecării provine din lucrul mecanic efectuat moleculă biatomică în timpul arderii
pentru a învinge forţa de frecare. Fenomenul poate fi înţeles urmărind figura
9, unde am reprezentat la nivel microscopic suprafaţa de contact dintre două
corpuri care se freacă. Corpul de jos (roşu) stă pe loc, iar cel de sus (albastru)
se mişcă spre stânga. Moleculele care intră în contact „se agaţă”, deformân-
du-şi legăturile cu celelalte moleculele din interiorul corpului. După ce se
eliberează, moleculele încep să oscileze din cauza forţelor elastice care tind Fig. 9 – Modelul microscopic al
producerii de energie cinetică
să le readucă în poziţia iniţială de echilibru. Mişcarea oscilatorie presupune moleculară prin frecare
şi energie cinetică suplimentară, deci o temperatură mai mare.
4. Încălzirea electrică (fig.10)
Trecerea curentului electric prin metale duce la încălzirea acestora. ciocniri
Energia termică eliberată provine de la generatorul electric care alimen-
tează circuitul. Acesta pune în mişcare electroni liberi din metal. În miş-
carea lor, electronii se lovesc de ionii pozitivi, transmiţându-le energie.

Fig. 10 ‒ Modelul microscopic al
Verifică dacă ai înțeles! producerii de energie cinetică
moleculară cu ajutorul curentului electric
Alege varianta corectă:
1 Un corp are energia de 1 kJ sau căldura unui corp este de 1 kJ?
2 În timpul încălzirii, un corp primește căldură sau primește temperatură? Aplică cele învățate!
3 Cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 kg de apă cu 1 °C este Enumeră cinci deosebiri între
de 4180 J sau 1 kcal? căldură și temperatură.