La temperatura di equilibrio tra due corpi

Ponendo a contatto due corpi a diversa temperatura, dopo un intervallo di tempo i due corpi avranno la stessa temperatura. Ciò perché il corpo a temperatura maggiore, cede calore al corpo a temperatura minore, fino a che si ottiene un equilibrio termico.

Indichiamo con m1 , T1 e c1 rispettivamente la massa, la temperatura e il calore specifico della prima sostanza e con m2 , T2 e c2 quelle della seconda sostanza.

Supponiamo che inizialmente sia  T1 < T2.

Se le poniamo a contatto avremo una temperatura di equilibrio Te tale che risulti:

T1 < Te < T2

In effetti il calore assorbito Qa  dal corpo a temperatura minore, è uguale calore ceduto Qc dal corpo a temperatura maggiore.

Qa = Qc

Per cui:

c1 ∙ m1 ∙ (Te – T1) = c2 ∙ m2 ∙ (T2 – Te)

Da questa relazione dobbiamo ricavare la temperatura di equilibrio Te.

Moltiplicando si ottiene:

c1 ∙ m1 ∙ Te – c1 ∙ m1 ∙ T1 = c2 ∙ m2 ∙ T2 – c2 ∙ m2 ∙ Te

 

Portiamo al primo membro i termini contenenti l’incognita Te  e al secondo membro gli altri termini.

Si ottiene:

c1 ∙ m1 ∙ Te + c2 ∙ m2 ∙ Te = c1 ∙ m1 ∙ T1 + c2 ∙ m2 ∙ T2

Raccogliamo l’incognita a fattor comune

Te ∙ (c1 ∙ m1 + c2 ∙ m2) = c1 ∙ m1 ∙ T1 + c2 ∙ m2 ∙ T2

Da cui:

Collegamenti ipertestuali:

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