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Premessa

Se in un recipiente contenente una massa di acqua $ M_1$ alla temperatura $ T_1$ si introduce una sostanza che non reagisce con l'acqua avviene uno scambio di calore:

$\displaystyle M_1 c_a (\theta - T_1) + M_x c_x (\theta - T_2) = 0,$ (13)

dove $ c_a$ indica il calore specifico dell'acqua, $ \theta$ la temperatura di equilibrio, $ M_x$ e $ c_x$ la massa e il calore specifico della sostanza e $ T_2$ la temperatura iniziale di quest'ultima. La ([*]) è valida solo se l'acqua e la sostanza di cui si vuole misurare il calore specifico formano un sistema isolato. Ma il recipiente e gli accessori (termometro e agitatore), che indicheremo nel seguito globalmente come calorimetro, partecipano anch'essi allo scambio termico. Quindi bisogna aggiungere un termine pari alla capacità termica del calorimetro moltiplicata per $ (\theta-T_1)$. Risulta pratico esprimere la capacità del calorimetro come una massa di acqua equivalente, il cosidetto equivalente in acqua del calorimetro. Questa schematizzazione facilita la stima dell'ordine di grandezza della pertubazione che la presenza del calorimetro apporta alla ([*]). L'equazione che regola lo scambio termico è allora, indicando con $ M_E$ l'equivalente in acqua del calorimetro:

$\displaystyle M_1 c_a (\theta - T_1) + M_E c_a (\theta - T_1) + M_x c_x (\theta - T_2) = 0\,.$ (14)

Questa formula è valida nelle condizioni ideali in cui soltanto acqua, oggetto e calorimetro partecipano allo scambio termico. In realtà durante le misure c'è una dispersione di calore verso l'ambiente. In particolare, il non trascurabile scambio di calore con l'ambiente, combinato con il tempo necessario affinché l'oggetto si termalizzi, rende $ \theta$ non direttamente accessibile alla misura. Essa può essere ottenuta soltanto mediante opportune estrapolazioni.

Vengono proposti due metodi per risolvere i problemi sperimentali che si presentano nella misura:



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Giulio D'Agostini 2001-04-02