3.

Misurazione del calore

In fisica, si adotta per il calore la stessa unità di misura valida per il lavoro e l'energia, cioè il Joule. Spesso tuttavia si fa uso di un'altra unità, detta caloria, che è definita come la quantità di calore necessaria a portare la temperatura di 1 g di acqua da 14,5 °C a 15,5 °C in condizioni di pressione ordinarie, e vale 4,185 Joule. La kilocaloria, equivalente a 1000 calorie, è usata soprattutto in dietologia e in quest'ambito è spesso detta 'grande caloria'.

1.

Equivalenza fra lavoro e calore

L'energia meccanica può essere trasformata in calore per effetto dei fenomeni di attrito. Vale il principio di conservazione dell'energia: tutto il lavoro meccanico compiuto dalle forze di attrito appare sotto forma di energia termica dei corpi sui quali esso è stato compiuto. Questo risultato venne dimostrato da Joule con un classico esperimento: egli fece riscaldare l'acqua contenuta in un recipiente termicamente isolato facendovi ruotare delle palette e trovò che l'innalzamento della temperatura dell'acqua era proporzionale al lavoro compiuto per mantenere in rotazione le palette.

Il principio di conservazione dell'energia rimane valido se si converte volontariamente il calore in energia meccanica, come ad esempio nelle macchine termiche o nei motori a combustione interna. Tuttavia, in qualunque situazione, parte dell'energia viene dissipata sotto forma di calore per effetto dei fenomeni di attrito; in altre parole nessuna macchina termica può avere un rendimento del 100%.