MULINELLO DI JOULE

Presentazione

IL MULINELLO DI JOULE

LA MENTE DIETRO L'ESPERIMENTO

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JAMES PESCOTT JOULE

Per il mondo della termodinamica, James Pescott Joule è una delle figure cardine che ha aiutato gli studi successivi a sviluppare e approfondire gli studi termodinamici soprattutto collegati al settore del calore e dell'energia. Oltre ad essere un grande fisico, Joule lavorava con il padre nella sua birreria di famiglia dove aveva un'anticamera dedita agli studi fisici, tra cui quello del mulinello

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LE COMPONENTI DELL'ESPERIMENTO

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Le diverse parti del mulinello

Dei pesi (indicati dall'icona verde), posti ad una detrminata altezza, scendendo in caduta libera faranno muovere le pale poste all'interno del contenitore. Queste pale in movimento riescono a mettere l'acqua in movimento. Infine, il termometro viee posto all'interno del contenitore per calcolare la temperatura dell'acqua ed eventualmente verificarne una variazione

clicca sulle icone apposite per individuare le diverse parti del mulinello

PERCHE'? MOTIVI E CONSEGUENZE

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Il background storico

L'idea di Joule...

Ad un certo punto della storia dell’evoluzione delle concezioni fisiche, studiando in particolare le macchine termiche1, si affacciò la congettura che il calore non fosse altro che una delle tante forme in cui si manifesta l’energia. Per dimostrare questa congettura serviva un esperimento

Il fisico inglese Joule ebbe in mente dunque di trasformare quello che sembrava essere un pensiero astratto in qualcosa di concreto. Vediamo i passaggi dell'esperimento!

E DUNQUE...

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I PASSAGGI CHIAVE DELL'ESPERIMENTO

CLICCA QUI!

step 03.

step01.

step 02.

Se si può cambiare la temperatura sia tramite il contatto con una temperatura diversa, cioè scambio di calore, che mediante il lavoro di una forza, allora calore e lavoro sono grandezze equivalenti. In altri termini il calore non è che una forma di energia. Una forma di energia analoga al lavoro.

L’energia potenziale delle masse è maggiore della somma fra energia cinetica delle masse e energia cinetica delle palette. Dove va a finire la restante parte di energia? Il termometro segna un aumento di temperatura, che normalmente attribuiamo a passaggio di calore. Il sistema è isolato (cfr DEF sopra) e perciò l’unica spiegazione è che parte dell’energia potenziale iniziale sia responsabile dell’innalzamento di temperatura.

Inizialmente i pesi iniziano a scendere e l'aspetto interessante è che l’energia potenziale iniziale dei pesi, non si trasforma interamente in energia cinetica una volta terminato il percorso come accadrebbe in una caduta libera: presto infatti la velocità di caduta dei pesi smette di crescere e si attesta su di un valore costante. La forza-peso è infatti bilanciata dalla forza di attrito esercitata dall’acqua sulle palette

GRAZIE!

Rosario Militano