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sabato 19 gennaio 2013

Casa con cappotto: la Fisica che serve 1)

Le spese di riscaldamento sono la principale causa della litigiosità condominiale. Sui motivi di questo fatto ho una mia ipotesi: nelle scuole italiane la Fisica è trascurata e, temo, ignorata.

Un piccolo test di conferma?

Quanti dei miei quattro lettori si sentono di dare una definizione del calore?

Quanti sanno per quale motivo una torta, tolta dal forno, si raffredda?

E, per entrare nel merito di questo minicorso di Educazione Domestica, quanti di voi sanno per quale motivo i copri-caloriferi sono la principale causa dei vostri alti costi per il riscaldamento?

Pertanto, dopo lunga meditazione, ho deciso che questo "Corso di ECOnomia e ECOlogia domestica per attraversare indenni il terzo millennio", dedicato alla climatizzazione (riscaldamento e rinfrescamento) delle nostre abitazioni, debba cominciare con una lezioncina di Fisica, dedicata al Calore.

Che cosa è il calore
Il calore è una delle tante forme dell' energia (elettrica, luminosa, gravitazionale, cinetica, chimica, nucleare..).

Il suo nome è  "energia termica".

Un oggetto caldo contiene "energia termica" in quantità maggiore dello stesso oggetto freddo e la temperatura di  questo oggetto ci da informazioni sulla quantità di "energia termica" che ha immagazzinato: un oggetto caldo ha una temperatura maggiore dello stesso oggetto freddo.

Ora facciamo un piccolo sperimento virtuale.

Prendiamo due mattoni uguali, pratichiamo un piccolo foro in entrambi e, dopo qualche tempo (poi spiegherò il perchè di questo intervallo),  nel foro inseriamo il bulbo di un termometro.

In base alla mia (e alla vostra) esperienza vi posso anticipare che la temperatura dei due mattoni sarà uguale e, guarda caso, sarà la stessa della temperatura della stanza 20 gradi centigradi (°C)  in cui stiamo facendo l'esperimento.

Ora vi chiedo di cambiare la temperatura  di uno dei mattoni. Voi cosa fareste?

Io decido di mettere uno dei mattoni nel frigo e, facendo misure di temperatura ad intervalli costanti (diciamo, ogni 15 minuti),  verifico che la temperatura del mattone si riduce con velocità decrescente, fino a raggiungere, dopo qualche ora, la stessa temperatura dell'interno del frigorifero: quattro gradi centigradi.

Quali altre possibilità avevamo per cambiare la temperatura del mattone?

Sono gradite proposte. La più originale vincerà una citazione su FB.

Prendete il mattone freddo (4 °C) e quello tenuto a temperatura ambiente (20 °C)  e mettete entrambi, uno sull'altro, in una borsa termica, con pareti isolanti.

Cosa vi aspettate quando, dopo qualche ora riandate a misurare la temperatura dei due mattoni?

Saranno diversi? A quale temperatura? Maggiore, uguale o minore della stanza?

E, secondo voi, quale sarà la temperatura dei due mattoni dopo che, dopo qualche ora, sono stati sistemati nuovamente nella stanza in cui state conducendo questo esperimento?

Per millenni la nostra specie si è confrontata con queste esperienze i cui risultati sono assolutamente riproducibili: per riscaldare un oggetto occorre utilizzare un'altra fonte di energia, un oggetto caldo messo a contatto con un oggetto freddo si raffredda, per conservare il calore di un oggetto caldo bisogna coprirlo con materiali idonei...

Per millenni la nostra specie ha cercato di dare una spiegazione logica a questi fenomeni, spesso molto fantasiosa.

E voi cittadini del terzo millennio, quale spiegazione vi date?

Se avete qualche difficoltà, si vede che pensavate ad altro quando il vostro docente cercava di spiegarvi la teoria cinetica del calore e i principi della termodinamica.

Ma non preoccupatevi, non è mai troppo tardi.

Il prossimo post, se necessario, vi rinfrescherà la memoria.

Tutte le puntate di Casa con Cappotto:

- Che classe energetica sei?
- Stare in mutande: quanto mi costa?
- Misuriamo gli sprechi evitabili
- Vasi "termici" comunicanti
- Sangue caliente 
- Muffe e condense
- Punti freddi
- Barriere frangivento
- Via col vento
- Finestre solari 3
- Finestre solari 2
- Finestre solari 1
- Occhio ai cassonetti
- Riflettori sui caloriferi
- Liberiamo i caloriferi
- La Fisica che serve 3
- La Fisica che serve 2
- La Fisica che serve 1
- Casa con cappotto