Calore come sostanza?

Testo

«Il calore è una forma di energia.» Spiega in cinque righe perché questa frase, presa alla lettera, è fuorviante. Qual è la formulazione corretta?

Soluzione

Perché è fuorviante. La frase suggerisce che un corpo «contenga» calore come contiene una sostanza. Non è così: il calore non è immagazzinato da nessuna parte. Il calore $Q$ è un modo di trasferire energia attraverso il confine di un sistema, tramite gli urti disordinati fra molecole a temperature diverse. Ciò che un corpo possiede e immagazzina è l’energia interna $U$.

Calore e lavoro sono flussi. Sia il calore $Q$ sia il lavoro $L$ sono flussi di energia che attraversano il confine, non contenuti del sistema. Non ha senso chiedere «quanto calore c’è in un corpo»: ha senso solo chiedere quanto calore è stato scambiato in un processo.

Formulazione corretta. Il primo principio lega la variazione di energia interna ai due flussi: $\Delta U = Q - L$

$\ev{\text{Il calore è un trasferimento di energia, non una sostanza contenuta}}$

Collegamenti

Argomenti: Termodinamica Concetti: Primo principio della termodinamica · Energia interna