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Temperatura (T e q)

La temperatura è la grandezza che definisce il livello del calore posseduto da un corpo. La temperatura rappresenta l’indice del grado d’agitazione termica degli atomi e delle molecole di un corpo, vale a dire, essa è direttamente collegata alla velocità e quindi all’energia di queste particelle. La misurazione della temperatura si esegue tramite termometri di vario genere che si basano su uno dei numerosi fenomeni collegati al calore, per esempio sulla dilatazione termica.

La temperatura è comunemente misurata in gradi centigradi (gradi Celsius - °C) con lo zero al punto di solidificazione e il 100 al punto d’ebollizione dell’acqua. Negli Stati Uniti è in uso la scala Fahrenheit e nelle pubblicazioni statunitensi i valori della temperatura sono indicati in questa scala. La scala Fahrenheit ha il punto di solidificazione dell’acqua a +32°C e quello d’ebollizione a 212°C.

Nel Sistema Internazionale delle misure, la temperatura è misurata in Kelvin (K). Il punto di riferimento della scala Kelvin è il punto triplo dell’acqua, uno stato in cui coesistono in equilibrio acqua, vapore acqueo e ghiaccio. Il punto triplo dell’acqua si ha ad una pressione di 4,58 mmHg e una temperatura di 0,01 °C. Il Kelvin (K) ha la stessa ampiezza del grado Celsius (°C); vale a dire che una variazione di temperatura di 1 K è uguale ad una variazione di temperatura di 1°C (1°C = 1 K). La scala termometrica Kelvin parte con lo zero assoluto = –273,16 °C.

0 K = - 273,16 °C

0 °C = 273,16 K

La temperatura è indicata con due segni: T e q . T si riferisce alla scala assoluta delle temperature con lo zero a -273°C, mentre q (teta) è usato per indicare i centigradi della scala Celsius. Una differenza di temperatura è indicata con D T o D q. La differenza di temperatura Dq è espresso sempre in K.

La misurazione della temperatura

Il primo ad inventare uno strumento per misurare “i gradi del caldo e del freddo”, è stato Galileo Galilei (1564-1642). Il suo “termoscopio”, ideato nel 1592, consisteva in un piccolo bulbo di vetro a forma di uovo con un lungo collo sottile. Con le palme delle mani egli riscaldò il bulbo e, capovolgendolo, introdusse il collo nell’imboccatura di un’ampolla in cui aveva messo dell’acqua colorata: al variare della temperatura, l’aria contenuta nell’ampolla subiva un’espansione o una contrazione e il livello dell’acqua seguiva fedelmente tali variazioni alzandosi o abbassandosi. Tuttavia, egli non pensò di graduare il collo del bulbo e pertanto non fu in grado di misurare la temperatura. Un termometro vero e proprio fu realizzato, nel 1631, da Ray, che propose di graduare il collo dell’ampolla di Galileo. Nel 1635, il Granduca di Toscana Ferdinando II, appassionato di scienze, costruì un termometro ad alcool saldando l’estremità del tubo per impedirne l’evaporazione. Nel 1649 gli scienziati dell’Accademia dei Lincei proposero finalmente un prototipo del moderno termometro, usando mercurio quale sostanza termometrica e vuotando, almeno in parte, l’aria contenuta nella parte superiore del tubo saldato.

All’inizio del Settecento, il fisico tedesco Gabriel Daniel Fahrenheit (1686-1736) ideò una scala termometrica che fissava il punto di solidificazione dell’acqua a +32° e quello d’ebollizione a 212° e, nel 1742, l’astronomo e fisico svedese Anders Celsius (1701-1744) propose la scala termometrica con gradi centigradi con lo zero al punto di solidificazione e il 100 al punto d’ebollizione dell’acqua. La maggior parte degli odierni termometri reca questa scala.

Nell’Ottocento il fisico inglese William Thomson Lord Kelvin (1824-1907) definì, mediante un termometro a gas a pressione costante, la scala con lo zero assoluto. Un termometro a gas a pressione costante è molto preciso perché la temperatura è direttamente proporzionale alla pressione del gas. Quando la pressione nel termometro tende allo zero, la temperatura tende al valore –273,15 °C. Il punto di riferimento della scala Kelvin è il punto triplo dell’acqua, uno stato in cui coesistono in equilibrio acqua, vapore acqueo e ghiaccio. Il punto triplo dell’acqua si ha ad una pressione di 4,58 mmHg e una temperatura di 0,01 °C.

http://it.wikipedia.org/wiki/Temperatura

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