Unità di misura di lavoro, energia e calore

Le misure del lavoro, le misure del calore e le misure dell'energia sono unità di misura solo apparentemente scorrelate: esse si riferiscono infatti a grandezze omogenee tra loro riferiscono a grandezze omogenee tra loro.

Quante e quali sono le unità di misura del lavoro, del calore e dell'energia? Se si hanno ben chiare le definizioni delle grandezze fisiche in esame rispondere a questa domanda è relativamente semplice, come vedremo tra un istante.

A fine pagina potete consultare l'elenco delle principali unità di misura di energia, calore e lavoro; a ciascuna unità di misura è stata dedicata un'intera lezione in cui spieghiamo, nel dettaglio, le relative definizioni e come si svolgono le equivalenze con le unità di misura considerate. Prima di procedere però è bene capire qual è il punto di partenza che permette di definirle.

Unità di misura del lavoro

Il lavoro è il trasferimento di energia cinetica tra due sistemi attraverso l'azione di una forza.

Dal momento che il lavoro si può definire come il prodotto tra una forza che agisce su un corpo e lo spostamento che il corpo soggetto alla forza subisce, le unità di misura del lavoro si ottengono dal prodotto tra una qualsiasi misura di forza ed una qualsiasi misura di lunghezza.

Ad esempio dal prodotto tra newton e metro (N·m) si ottiene il joule, la principale unità di misura del lavoro del Sistema Internazionale; dal prodotto tra dyna e centimetro (dyn·cm) si definisce l'erg, l'unità di misura del lavoro nel sistema CGS.

Unità di misura dell'energia

Poiché l'energia è la capacità di un corpo di compiere lavoro, energia e lavoro sono grandezze fisiche omogenee, ossia grandezze dimensionalmente equivalenti, e pertanto le unità di misura dell'energia sono le stesse unità di misura utilizzate per misurare il lavoro.

Ad esempio l'elettronvolt è un'unità di misura di lavoro ed energia definita come il lavoro compiuto da un elettrone per attraversare una differenza di potenziale di 1 volt.

Unità di misura del calore

Il calore è il contributo di energia che si ha a seguito di una reazione chimica o nucleare tra due sistemi fisici o tra due parti dello stesso sistema.

Considerando ad esempio come sistema fisico un recipiente contenente 1 kg d'acqua distillata, posto al livello del mare ad una pressione di 1 atm, il contributo di energia che permette di innalzare la temperatura dell'acqua da 14,5 °C a 15,5 gradi centigradi è un'unità di misura del calore detta kilocaloria.

In sintesi i tre concetti di lavoro, calore ed energia sono strettamente correlati e ciascuna delle tre grandezze fisiche viene utilizzata per definire l'altra. Pertanto lavoro, energia e calore sono grandezze fisiche omogenee e, in quanto tali, hanno le stesse unità di misura.