Calore specifico

1. Calore specifico Si dice calore specifico di una sostanza la quantità di calore necessaria a innalzare di un grado la temperatura, e precisamente da 14.5 a 15.5°C, dell'unità di massa. In relazione alle condizioni di riscaldamento si distinguono rispettivamente il calore specifico a volume e a pressione costante. In generale i due calori specifici dipendono dalla temperatura e nel caso dell'acqua e di tutte le sostanze praticamente incomprimibili hanno valori approssimativamente uguali. Prof. Michele MICCIO

2. Calore latente I cambiamenti di stato nelle sostanze pure avvengono in condizioni definite di pressione e temperatura; in particolare, fissate le condizioni di pressione, la temperatura di transizione è una caratteristica della sostanza in esame. La quantità di calore richiesta per produrre la transizione di fase per unità di massa di sostanza è detta calore latente; vi sono quindi calori latenti di fusione, di vaporizzazione e di sublimazione. La corrispondente variazione di energia interna è: U=m(T)dove m è la massa di sostanza pura soggetta a passaggio di stato. Se si porta a ebollizione dell'acqua in un recipiente aperto alla pressione di 1 atm, la temperatura non sale oltre i 100°C, indipendentemente dalla quantità di calore fornito. Il calore assorbito dall'acqua è il calore latente, che viene speso per trasformare l'acqua in vapore ed è pertanto immagazzinato come energia nel vapore stesso. Se si riscalda un miscuglio di ghiaccio e acqua, la temperatura non varia fino a quando il processo di fusione del ghiaccio non è completo. Il calore latente in questo caso serve a vincere le forze che tengono unite le particelle di ghiaccio. Prof. Michele MICCIO

3. Calore sensibile Viene denominata calore sensibile quella quantità di energia che, quando somministrata ad un corpo o ad una sostanza, provoca un aumento della sua temperatura. La corrispondente variazione di energia interna è:U = m cv(T) Tdove m è la massa del corpo o della sostanza. L’aggettivo “sensibile” è dovuto al fatto che tale calore si manifesta, cioè è possibile apprezzarlo, proprio attraverso l’aumento della temperatura che esso provoca. Prof. Michele MICCIO

4. Entalpia Per sistemi aperti e/o in flusso è conveniente far riferimento ad una grandezza termodinamica derivata dalla “Energia Interna”. Si definisce “Entalpia”: H = U + PVdove P = pressione e V = volume. Come l’Energia Interna, l’Entalpia è una “funzione di stato” e la differenza di entalpia tra uno stato iniziale ed uno finale delle sostanze coinvolte in un processo dipende solo da quegli stati e non dal particolare percorso seguito per le trasformazioni di processo. Come l’Energia Interna, l’Entalpia può essere espressa in funzione di 2 delle seguenti 3 “variabili di stato”: pressione, temperatura o volume. È solito e conveniente scegliere pressione e temperatura: H = H(P,T) La variazione di Entalpia é: H = m cp(T) Tper un corpo o sostanza di massa m che subisce un incremento T di temperatura H = m (T)per un corpo o sostanza di massa m che subisce un passaggio di fase Prof. Michele MICCIO

5. Prof. RIVABilanci di Energia http://users.unimi.it/~mriva/index1.htm Prof. Michele MICCIO

6. Esempio Fell12_1 Un evaporatore a tubi corti verticali viene usato per concentrare in "singolo effetto" una corrente di succo. Viene utilizzato come fluido caldo vapore saturo a Ps=169 kPa con una portata di 0.025 kg/s. Si assuma che non ci siano perdite di calore verso l'esterno. Calcolare la potenza termica trasferita al succo. Ulteriori dati il calore latente di condensazione del vapore a Ps=169 kPa è s=2217 kJ/kg Bilancio di energia lato vapore Prof. Michele MICCIO