Problema — Aria con c doppio

Testo

Immagina che il calore specifico dell’aria diventasse improvvisamente doppio, $c'_{\text{aria}} = 2010$ J/(kg$\cdot$K) invece di circa $1005$. Discuti in cinque righe l’impatto su: (a) il cambiamento di temperatura giornaliero del clima; (b) i tempi di riscaldamento di una stanza; (c) la dispersione termica complessiva.

Soluzione

Raddoppiare il calore specifico $c$ significa che serve il doppio dell’energia per far variare di $1\,^{\circ}$C la stessa massa d’aria. (a) Clima: le escursioni termiche fra giorno e notte si dimezzerebbero e le temperature sarebbero più stabili, perché l’aria assorbirebbe più calore prima di scaldarsi (e ne cederebbe di più prima di raffreddarsi). (b) Riscaldamento di una stanza: con la stessa caldaia occorrerebbe circa il doppio del tempo (o della potenza) per portare l’aria alla temperatura desiderata. (c) Dispersione termica: a regime la dispersione dipende soprattutto da conduzione e isolamento più che da $c$, ma l’aria immagazzinerebbe più energia, rendendo gli ambienti termicamente più inerti e più capaci di trattenere il calore. In sintesi, un’aria con calore specifico doppio darebbe un clima più mite e stabile, ma riscaldamenti più lenti.

Collegamenti

Argomenti: Termologia Concetti: Calore specifico e capacità termica