TEMPERATURA, EQUILIBRIO TERMICO, MISURA DELLA
TEMPERATURA
Professoressa PAOLA CORONA
Temperatura ed equilibrio termico
Fin da piccoli impariamo a riconoscere le sensazioni di «caldo» e
«freddo»
Per poterle trasformare in osservazioni scientifiche dobbiamo introdurre una nuova grandezza fisica, la temperatura
– Agli oggetti caldi saranno associati valori di temperatura elevati – Agli oggetti freddi saranno associati valori di temperatura più bassi L’energia scambiata da un corpo con altri corpi a causa della loro
differenza di temperatura è detta calore Calore
Il calore è l’energia trasferita tra due oggetti a causa della loro differenza di temperatura
Due oggetti sono in contatto termico se tra loro può avvenire un passaggio di calore
Dopo un certo periodo di contatto termico, il flusso di calore si interrompe e i due oggetti sono in equilibrio termico
Il contatto termico e il contatto fisico non sono necessariamente la stessa cosa
Ad esempio, può esserci contatto termico senza che avvenga alcun contatto fisico, come quando ci scaldiamo le mani vicino a un fuoco
Scambio di calore ed equilibrio termico
Se due oggetti in contatto termico hanno una temperatura diversa, il calore fluisce da quello più caldo a quello più freddo, fino a quando non raggiungono entrambi la stessa temperatura
Due oggetti sono in equilibrio termico quando hanno la stessa temperatura
Temperatura
La temperatura è la grandezza fisica che determina se due corpi sono in equilibrio termico oppure no
La misura della temperatura
Per misurare la temperatura si usano strumenti chiamati termometri che
sfruttano gli effetti fisici determinati dalla temperatura stessa (ad esempio la
dilatazione di un liquido all’interno di un sottile tubo di vetro quando viene
riscaldato)
Perché il termometro diventi uno strumento di misura è necessario fissare due temperature di riferimento e un intervallo unitario di temperatura
Ciò equivale a scegliere una scala termometrica Le scale termometriche più diffuse sono:
La scala Celsius La scala Fahrenheit La scala Kelvin
Non esistono limiti superiori alle scale termometriche; esiste invece una temperatura (lo zero assoluto) al di sotto della quale è impossibile
raffreddare un oggetto
La scala Celsius
È chiamata così in onore dell’astronomo svedese Anders Celsius (1701-1744)
Nella scala Celsius assegna il valore 0 °C (0 gradi Celsius) alla
temperatura del ghiaccio fondente e 100 °C alla temperatura dell’acqua in ebollizione
L’intervallo tra le due temperature è suddiviso in 100 gradi Celsius Nella scala Celsius lo zero assoluto corrisponde a -273,15 °C
La scala Fahrenheit
Introdotta dal fisico polacco Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), è di uso comune nei paesi anglosassoni
In questa scala la temperatura del ghiaccio fondente è 32 °F (32 gradi Fahrenheit) e la temperatura dell’acqua bollente è 212 °F
L’intervallo tra le due temperature è suddiviso in 180 gradi Fahrenheit Per passare dalla temperatura in Fahrenheit a quella in Celsius si utilizza la proporzione:
La scala Kelvin
Così chiamata in onore del fisico scozzese William Kelvin (1824-1907), si basa sull’esistenza dello zero assoluto.
Lo zero della scala Kelvin, 0 K, è posto in corrispondenza dello zero assoluto: nella scala Kelvin, quindi, non esistono temperature negative Le suddivisioni della scala Kelvin sono uguali a quelle della scala
Celsius: 1 grado Celsius è uguale a 1 kelvin
Conversione da gradi Celsius a kelvin, e viceversa