"IL TRASFORMATORE DI ENERGIA"

Problema  

Dall'esperienza sulla macchina di Smeaton si osserva che il lavoro meccanico prodotto dalle macchine è assai inferiore all'energia potenziale messa a disposizione per il loro funzionamento. Con il seguente esperimento mostriamo come l'attrito sia una fonte di calore.

Materiale 

Abbiamo denominato l'apparecchiatura "trasformatore di energia." . Per costruirlo occorrono un termometro a mercurio in gradi centigradi, una tavoletta di legno, un manicotto di metallo (peso 30 g) di cui sia noto il tipo (ad esempio ghisa Cs=0,11cal/°.g), un anello di metallo (nel nostro caso il peso era di 230 g), due barrette di ferro con elastici per sostenere il termometro, un morsetto di ferro per fissare il trasformatore al banco di lavoro. Si osservi l'immagine per costruire l'apparecchiatura.

Ipotesi

Poiché sappiamo che le macchine hanno un rendimento basso per attrito, pensiamo di studiare cosa fa l'attrito, che il  lavoro meccanico produce.

Procedimento

Prendere il trasformatore di energia e strisciare uno spago sul manicotto di  ghisa sul quale è applicato un termometro, come si vede in figura; così facendo si solleva l'anello di metallo legato allo spago compiendo così un lavoro. Registrare la temperatura iniziale e finale all'interno del manicotto di ghisa.

Osservazioni

Come si nota dalla tabella , che riporta i calcoli da noi eseguiti, il lavoro compiuto si trasforma in calore. Si è anche tentato anche di determinare una relazione numerica fra joule e calorie. 

Conclusioni

E' dunque possibile far salire la temperatura di un corpo senza metterlo in contatto con un altro più caldo; occorre però usare qualche forma di energia, ad esempio quella di movimento di un corpo come in questo caso, che per sfregamento ha provocato queste conseguenze. Possiamo allora capire che la macchina di Smeaton disperde gran parte dell'energia a disposizione per sfregamento (si definisce attrito generalmente una forza dissipativa dell'energia meccanica)