Determinazione rapporto j/Q per via teorica
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    Determinazione rapporto j/Q per via teorica

    da Fochina » dom apr 07, 2019 10:31 pm

    Buongiorno!
    Stavo studiando il primo principio della termodinamica e in particolare gli esperimenti di Hirn e Joule quando ad un certo punto mi sono imbattuto nell'equivalente meccanico della caloria. Più in particolare il libro dice:
    L'equivalente meccanico della caloria è una grandezza fisica il cui valore dipende dalle unità di misura usate per L e Q. Se L viene misurato in j e Q in cal, J viene espresso in j/cal. il valore di J deve essere determinato sperimentalmente.
    Da ciò mi sono sorti dei dubbi...
    E' veramente necessario un esperimento per riuscire a determinare il rapporto j/Q?
    Mi spiego meglio: in quel periodo la legge di Boyle, quelle di Gay-Lussac e l'equazione di stato dei gas perfetti esistevano già. Esisteva inoltre come unità per la misura dell' energia il litro/atmosfera.
    Ora, ipotizzando un qualche tipo di trasformazione (adiabatica o isobara) non è possibile calcolare su "carta" il lavoro che un certo numero di moli di gas compiono quando il loro volume varia? Gli esperimenti di cui sopra ho parlato, erano veramente necessari oppure sarebbe bastato stabilire l'equivalenza tra le atmosfere e i pascal? Mi sto perdendo qualcosa?

    Grazie per la vostra attenzione,
    Paolo.

  • Pasquale
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    Re: Determinazione rapporto j/Q per via teorica

    da Pasquale » lun apr 08, 2019 3:27 pm

    Ciao Paolo,
    Innanzi tutto, immagino tu volessi dire litri atmosfera, nel senso di prodotto, non rapporto.

    Per la tua domanda, ricordati che stiamo facendo fisica, non matematica. Di conseguenza, se hai delle grandezze fisiche, queste vanno misurate, non semplice calcolate. Chiaramente, quanto misuri deve essere in accordo con le predizioni teoriche, altrimenti le tue equazioni, non certo il risultato dell'esperimento, dovranno essere cambiate. E te lo dice un teorico ;)
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    Re: Determinazione rapporto j/Q per via teorica

    da Fochina » lun apr 08, 2019 5:27 pm

    grazie per la correzione, intendevo pressione*volume.
    Che gli esperimenti in una scienza come la fisica sono di fondamentale importanza non lo mette in dubbio nessuno... :D
    Però una volta giunti alle leggi che regolano i gas perfetti (e aver quindi studiato il loro comportamento al variare di pressione, volume e temperatura) non mi sembrava necessario di doverne fare altri per stabilire il rapporto j/Q.
    Riformulando un po meglio la domanda mi chiedevo: Se i fisici del passato hanno fatto questo tipo di esperimenti era per semplice verifica della teoria (in un modo alternativo) oppure c'era un qualcosa tale che a partire dalle formule di Gay-Lussac, Boyle,ecc... impedisse di determinare in modo "universale" il valore del rapporto?
  • Pasquale
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    Re: Determinazione rapporto j/Q per via teorica

    da Pasquale » lun apr 08, 2019 6:01 pm

    Considera anche che le teorie dei gas si basano sul concetto di calore e di temperatura. Infatti non troverai mai un lavoro meccanico che intervenga nelle equazioni dei gas perfetti, se non tramite il primo principio della termodinamica, che è successivo a quegli studi.
    È in effetti lo studio dell'equivalente meccanico della caloria che ha portato alla formulazione di questo principio come lo conosciamo oggi.

    D'altra parte, senza il primo principio della termodinamica e senza un esperimento che connetta concretamente calore ed energia di origine meccanica, l'equivalenza non è chiara visto che, come dicevo, nelle equazioni dei gas perfetti il lavoro non compare. Inoltre, il fatto stesso che il calore fosse un'energia all'epoca non era chiaro. Le prime descrizioni del primo principio erano puramente empiriche e trattavano di una relazione tra il calore (inteso attraverso la teoria del fluido calorico) ed energia per motivare osservazioni come, ad esempio, che immergere nell'acqua un pezzo di metallo che era stato appena trivellato per farci un cannone, aumentava la temperatura del liquido.
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    Re: Determinazione rapporto j/Q per via teorica

    da Fochina » lun apr 08, 2019 8:06 pm

    Come l'altra volta sei stato molto chiaro e mi hai pure fatto scoprire la teoria del fluido calorico (carinissima) che non conoscevo :D
    Ti auguro una buona serata,
    Paolo.

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