Per quasi due secoli, dalla fine del Seicento alla metà dell’Ottocento, i fisici credettero che il calore fosse un fluido sottile e indistruttibile, il calorico: passava da un corpo all’altro come l’acqua da un recipiente all’altro, ma non poteva essere né creato né annichilito. Il modello funzionava bene per descrivere mescolanze, equilibri termici, persino le macchine a vapore di Carnot.
La crepa si aprì con i lavori di Rumford, Mayer e infine Joule: l’attrito sembrava produrre calore, e nessun calorico poteva essere stato attinto da qualche serbatoio. Si capì allora che il calore non è una sostanza: è un modo per trasferire energia, esattamente come il lavoro.
La differenza tra calore e lavoro
Sia il calore sia il lavoro sono flussi di energia, non energia immagazzinata. La differenza è solo nel “come”: il lavoro avviene in modo ordinato (una forza applicata a un pistone), il calore in modo disordinato (urti microscopici tra molecole). Ciò che è immagazzinato nel corpo è l’energia interna ; calore e lavoro sono i due modi per cambiarla.
Da questa rilettura nasce il primo principio: . È uno dei più eleganti casi nella storia della scienza in cui un cambio di paradigma (dal calorico all’energia) ha lasciato intatti tutti i conti, semplicemente re-interpretandoli (Simonyi 2012, cap. 4; Battimelli e Stilli 1999).
Vedi anche Riferimenti bibliografici.
Collegamenti
Argomenti: Termodinamica Concetti: Primo principio della termodinamica · Energia interna
Esercizi collegati: Azoto riscaldato in un cilindro rigido · Riscaldamento sotto il pistone · Calore come sostanza?