lunedì 30 novembre 2020

STEP 19: L' ABBECEDARIO

  • A come acqua, liquido calorimetrico principale usato nei calorimetri
  • B come Berthelot scienziato che ha migliorato il calorimetro di Regnault
  • C come capacità termica quantità di energia necessaria per far aumentare la temperatura di un grado
  • D come dewar contenitore che mantiene isolato il suo contenuto dall' ambiente esterno
  • E come energia, il calore è una forma di energia
  • F come fisica scienza della natura che si occupa anche di questi fenomeni
  • G come ghiaccio usato in particolare in un calorimetro da cui il nome calorimetro a ghiaccio 
  • H come  Hippolyte Pixii inventore e abilissimo costruttore di strumenti scientifici
  • J come joule unità di misura del calore
  • K come Kelvin unità di misura della temperatura  
  • I come isolante, tipo di materiale usato per limitare lo scambio di calore tra il calorimetro e l' ambiente
  • L come Lavoisier inventore del calorimetro a ghiaccio
  • M come massa quantità da tenere in considerazione per determinare il calore specifico o la capacità termica di una sostanza nel calorimetro delle mescolanze
  • N come normative, regolano lo strumento e il suo utilizzo
  • O come ossigeno, comburente utilizzato nella bomba calorimetrica per realizzare il processo di combustione
  • P come principi della termodinamica: enunciati che formano la base di questa branca della fisica 
  • Q come Q simbolo che rappresenta il calore
  • R come recipiente elemento necessario in tutti i calorimetri 
  • S come setacci, usati nel calorimetro a ghiaccio per separare l'acqua dal ghiaccio
  • T come termometro, strumento per la misura della temperatura 
  • U come U simbolo che indica l' energia potenziale funzione che ci consente di definire il calore 
  • V come vaso, elemento fondamentale del calorimetro
  • Z come Z simbolo che rappresenta il numero atomico, quantità da tener in considerazione nelle reazioni chimiche

martedì 24 novembre 2020

STEP 18: IL FRANCOBOLLO

I francobolli commemorativi vengono emessi per commemorare o propagandare un particolare evento. Viene impossibile non ricercare nella storia francobolli di alcuni inventori e costruttori di questo strumento. 

Com' è possibile vedere sul primo francobollo compare Pierre Simon Laplace  e nel secondo Antoine Lavoisier, inventori del primo calorimetro a ghiaccio.



P. S. LAPLACE




E stato inoltre riportato il francobollo di un noto scienziato che ha segnato la storia di questo strumento, Marcelin Berthelot.

M. BERTHELOT

domenica 22 novembre 2020

STEP 17: I BREVETTI

Miglioramenti bomba calorimetrica

Inventore: J. WILLIAMS                                                Pubblicazione:US590408A·1897-09-21

Lo scopo nella costruzione di questo calorimetro è stato quello di evitare il più possibile ogni fonte di errore esistente, semplificando e migliorando molte delle parti e rendendo automatiche molte delle operazioni.



Per maggiori informazioni

Strumento per la misura del potere calorifico.

Inventore: SAMUM W. PAUT                                      Pubblicazione:US1136360A·1915-04-20

Scopo della presente invenzione è di fornire un apparato in cui alla camera di combustione è consentito raggiungere una temperatura elevata per tutto il tempo fino a quando la combustione è sostanzialmente completa, utilizzando mezzi per assorbire rapidamente il calore così sviluppato.



Miglioramenti bomba calorimetrica

Inventore: PRESS VIKTOR; SCHELB STEFA           Pubblicazione: GB2121172A·1983-12-14

Lo scopo dell'invenzione è quindi quello di rendere possibile utilizzare qualsiasi combinazione desiderata di bombe e camere senza ridurre la precisione di misurazione richiesta, senza la necessità di una nuova calibrazione ogni volta senza la necessità di fornire marcature ottiche sulle bombe che vengono scansionate mediante mezzi ottici elettronici in modo che la bomba giusta possa essere associata alla camera giusta. Una pluralità di camere e bombe dovrebbe essere compatibile tra loro e intercambiabili.



Miglioramenti bomba calorimetrica

Inventore: ISHIDA NOBUHIKO; IZUMITANI              Pubblicazione: GB2121172A·1983-12-14

SUSUMU; SAIGA MIKITO; SEIKE SHOJI; SODA TAKANORI               

Lo scopo è quello di prevenire il deterioramento ed evitare che si rovini l'anello a O che sigilla la parte esterna del tappo da calore o cenere fornendo l'anello a O all' e  all'esterno di una sezione di innesto a baionetta e, allo stesso tempo, rendendo il diametro del tappo nella posizione di montaggio più grande del diametro interno della camera di combustione.

STEP 16: ANATOMIE

Per capire lo strumento è importante capire le parti che lo compongono. 
Studiamo quindi l'anatomia di questi quattro tipi di calorimetro.

Calorimetro a ghiaccio





Calorimetro di Bunsen



P= provetta
S=serbatoio



Calorimetro delle mescolanze




Calorimetro di Mahler



giovedì 19 novembre 2020

STEP 15: I NUMERI


Vengono forniti alcuni numeri del calorimetro che lo caratterizzano

1780: invenzione del primo a calorimetro (precisamente calorimetro a ghiaccio)

4,186J: come la quantità di calore necessaria per portare la temperatura di 1 g di acqua distillata da 14,5 °C a 15,5 °C, a pressione

1 cal (1 caloria): unità di misura del calore (poi sostituita dal Joule), è definita come la quantità necessaria per portare la temperatura di 1 g di acqua distillata da 14,5 °C a 15,5 °C, a pressione

0,1/0,01%: precisione attuale del calorimetro delle mescolanze

1840: prima descrizione del calorimetro delle mescolanze

1892: Concessione del brevetto per il calorimetro di Junker

Fonte: https://it.sodiummedia.com/4148865-what-is-a-calorimeter-in-physics-definition-use

STEP 14: TASSONOMIA

Tassonomia (dal greco: τάξις, tàxis, ordinamento e νόμος, nòmos, norma o regola) è la disciplina che si occupa della classificazione gerarchica. La classificazione consente di definire reciproche dipendenze tra oggetti ordinati secondo una gerarchia precisa.

Gli strumenti della termologia sono il calorimetro e il termometro usati rispettivamente in calorimetria e termometria (rami di questa scienza). In questo albero tassonomico sono stati individuati 5 tipi di termometri e due sottogruppi del calorimetro divisi in base al modo con cui si misurano le quantità di calore. Infine, sono stati riportati i principali calorimetri che caratterizzano questi due sottogruppi.

 



STEP 13: LA PUBBLICITA'

Pubblicità stampata in bianco e nero originale del 1885  per i calorimetri brevettati da Baker che furono venduti da J. Orme & Co., 65 Barbican, Londra. Inghilterra durante l' era vittoriana.




Esempio di un opuscolo a titolo pubblicitario di un Calorimetro di Berthelot - Mahler per la determinazione del valore calorifico del carbone fossile ed altri combustibili con modificazione della bomba di combustione secondo il sistema del Dott. Kroeker.





Oggi, il calorimetro è uno strumento scientifico molto utilizzato: Esistono infatti numerosi articoli di pubblicità, da cui si ottiene questa immagine.








lunedì 9 novembre 2020

STEP 12: NEL CINEMA

Spagna, 2018


In questa immagine del film è possibile vedere il professore mentre spiega ai suoi alunni la termodinamica e le leggi su cui si basa.  
Le leggi della termodinamica è un film uscito su Netflix che racconta la vita di uno scienziato nevrotico ossessionato dall'idea che le tre leggi della termodinamica regolino la vita quotidiana di tutte le persone. Succube dell'amore inizia a riflettere sulla validità delle sue teorie.
Queste leggi, nel caso dello strumento, ne definiscono i principi di funzionamento.


Fonte: https://www.mymovies.it/film/2018/the-laws-of-thermodynamics/


STEP 11: I COSTRUTTORI

Dal 1780, anno di invenzione di questo strumento, ci furono numerosi costruttori e case costruttrici di questo dispositivo che ne hanno permesso la sua espansione nel mondo. Possiamo ricordare:

Hippolyte Pixii nato a Parigi nel 1808. Inventore e abilissimo costruttore parigino di strumenti scientifici. Ha costruito un calorimetro ad acqua conservato nel Liceo Classico Paolo Sarpi (Lucca).


Calorimetro realizzato da Pixii


Le Officine Galileo, fondata nel 1866, è un'azienda italiana produttrice di strumenti scientifici ed astronomici con sede a Campi Bisenzio, in provincia di Firenze.



Phywe (Germania) fondata nel 1913, ormai produttore leader di strumentazione didattica di alta qualità, è uno dei maggiori fornitori al mondo di strumentazione per l’insegnamento delle scienze naturali nelle scuole e nelle università.





domenica 8 novembre 2020

STEP 10: I LIBRI




Edward W. WASHBURN , Standard States for bomb calorimetry in «Bureau of Standards Journal of Research»  Washington, 13 Febbraio 1933.

A. NACCARI , Sui calori specifici di alcuni metalli dalla temperatura ordinaria fino a 320°, in «Gazzetta Chimica Italiana» ,Anno I (1881) ,VOL. XVIII

Antoine Laurent LAVOISIER, Descrizione del calorimetro, in «Trattato elementare di chimica-Tomo secondo» Parigi, 1792 (traduzione dal francese in italiano di Vincenzo Dandolo, 4 aprile 1792)

Francesco Paolo ROSAPEPE ,Integrated Systems, Lecce, 2014


STEP 9: GLI INVENTORI

Anche se la letteratura scientifica riporta di esperienze rudimentali di calorimetria fin dalla fine del XVII secolo, si può dire che tale tecnica sia nata nella seconda metà del 1700 con le esperienze di Laplace e di Lavoisier. Ancora a fine del 1700 si credeva che il calore fosse un fluido detto ''fluido calorico''.

Il primo calorimetro per misurare questa quantità, (poi associata a una forma di energia) fu il calorimetro a ghiaccio. Inventato da Lavoisier e Laplace nel 1780, ha consentito le prime misure quantitative del calore sviluppato nelle transizioni di fase e in alcune reazioni chimiche.

Questo strumento a causa della scarsa sensibilità e precisione fu poi perfezionato  con il calorimetro di Bunsen, inventato dal fisico tedesco Robert Wilhelm Bunsen a cui si deve il nome dello strumento.

Importante è inoltre, il calorimetro ad acqua inventato da Regnault che non si basava più su variazioni di volume ma di temperatura. Anch'esso migliorato dalla bomba calorimetrica inventata da Marcelin Berthelot e Paul Vielle, che velocizzò le analisi e migliorò la precisione delle misure. In particolare, la bomba calorimetrica, inventata nel 1879/1880 è usata per determinare il potere calorifero di sostanze liquide e solide, mentre per i gas viene usata il calorimetro di Junker, strumento inventato da Hugo Junkers nel 1892.



Regnault

NOTA: 
Vengono riportate le biografia dei chimici e fisici che hanno caratterizzato la storia di questo strumento.
Biografia Lavoisier, Biografia Laplace, Biografia Bunsen, Biografia Regnault, Biografia Berthelot, Biografia Paul Villie, Biografia Hugo Junkers

Viene riportato un articolo in cui si mettono a confronto Villie e Berthelot. L'articolo spiega i dubbi su chi abbia davvero inventato la bomba calorimetrica.

mercoledì 4 novembre 2020

STEP 8: I MATERIALI

A seconda del tipo di calorimetro e delle precisioni che si vogliono ottenere, possono essere utilizzati materiali diversi. Ampia diffusione per la costruzione di questi dispositivi sono i materiali isolanti e ,nel caso della bomba di Mahler, l' acciaio. Inoltre, è molto usato come strato sottile per i rivestimenti l' alluminio, in quanto è un materiale leggero molto facile da reperire e da lavorare. 

Materiale fondamentale che "impedisce" (rallenta) lo scambio di calore con l'esterno è l'isolante. Ne esistono diversi tipi ad esempio il legno, la lana di vetro, il cotone e il polistirolo. In alcuni casi viene usata anche l' aria.

Il Cotone è una fibra ricavata dalla bambagia usata come isolante in moltissimi campi. Il suo primo utilizzo risale a tantissimi anni fa. E' un materiale con una bassa conducibilità termica.


BAMBAGIA

Il legno è un materiale usato fin dall' antichità in moltissimi ambiti come le costruzione di oggetti e abitazioni. E' leggeroresistente ed è un buon isolante; viene usato soprattutto nel calorimetro di Regnault come rivestimento esterno date le sue caratteristiche fisiche.

Un altro materiale di grande importanza, usato soprattutto nella bomba di Mahler è l'acciaio.

L'acciaio è una lega ferrosa composta principalmente da ferro e carbonio, quest'ultimo in percentuale non superiore al 2,06%. Caratteristiche principali di questo materiale sono: buona resistenza alla rottura a trazione e allo snervamento, grande durezza resistenza ad alte pressioni e la buona conducibilità termica che consente, nella bomba di Mahler, una misura accurata del calore che viene scambiato con l'acqua in cui è immersa la sostanza.


ACCIAIO

A seguito delle successive scoperte sulla conducibilità termica dei materiali la scelta dei materiali ha portato ad ottenere una maggiore precisione delle misure.


domenica 1 novembre 2020

STEP 7: IL MITO

Nell'antichità l'idea del calore era connessa con quei processi della natura che provocano sensazioni elementari di caldo e di freddo.
Indubbiamente le prime esperienze sui fenomeni termici risalgono agli uomini della preistoria, i quali impararono ad accendere il fuoco per scaldarsi e cuocere le carni.
Il fuoco è la più importante fonte di calore che ha permesso all'uomo di sopravvivere.

Secondo la mitologia greca, il fuoco fu stato regalato da Prometeo al genere umano.
Prometeo infatti, secondo il mito si recò da Atena affinché lo facesse entrare di notte nell'Olimpo e, appena giunto, rubò il fuoco agli Dei, accese una torcia dal carro di Elio e la diede al genere umano. Zeus venuto a sapere di ciò che era accaduto ordinò ad Efesto, per punire il genere umano, di costruire una donna bellissima, di nome Pandora.
Prometeo la rifiutò, Zeus andò su tutte le furie e fece incatenare Prometeo a una roccia sulla vetta di un monte. Lì, ogni giorno, un'aquila gli avrebbe squarciato il ventre e dilaniato il fegato per l'eternità, il titano era immortale e durante la notte le ferite guarivano.



Il supplizio Prometeo, dipinto di Jean-Louis-César Lair




EXTRA: LE COSE NELLA LETTERATURA

Una  "cosa" che può definirsi come essenziale per la struttura del  romanzo ''Teorema Catherine'' scritto da John ...