Primo principio della termodinamica
In un esperimento tipo quello di Joule, il mulinello è azionato da un peso di 4,0 kg che scende a velocità costante per un tratto di 1,5 m. Il sistema contiene 0,60 kg d'acqua. Di quanto aumenta la temperatura dell'acqua? (risultato: 0,023 °C)
il 14 Novembre 2015, da Valentina Floris
In questo esperimento l'energia potenziale gravitazionale della massa è convertita in energia cinetica del mulinello, che ha sua volta viene ulteriormente convertita in energia cinetica delle molecole d'acqua che, muovendosi più velocemente a causa dell'agitazione del mulinello, danno come risultato macroscopico un innalzamento della temperatura del sistema. Dunque, l'energia in gioco è facilmente calcolabile come energia potenziale della massa, dal momento che conosci sia l'altezza dalla quale cade sia il valore della massa stessa. Tale energia è ceduta all'acqua. Basta quindi cercare sulle tabelle dei libri il valore della capacità termica dell'acqua ed è facile ricavare da essa l'aumento di temperatura, dal momento che la capacità termica è proprio il rapporto fra calore scambiato (ovvero l'energia ceduta dal mulinello) e aumento di temperatura.