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LA TERMOLOGIA
Il calore è l’energia trasferita tra due oggetti a
causa della loro differenza di temperatura, una
grandezza fisica che determina se due corpi
sono in equilibrio termico oppure no. Questi
due oggetti che si scambiano energia, e quindi
calore, sono in contatto termico. Quando per
esempio poniamo un oggetto caldo vicino a
quello freddo, viene scambiato del calore:
quello caldo si raffredda e quello freddo si
riscalda. Quando i due oggetti raggiungono la
stessa temperatura, questo flusso di calore si
interrompe: è stato raggiunto l’equilibrio
termico.
Per misurare la temperatura si usano i
termometri, i quali sfruttano gli effetti fisici
determinati dalla temperatura stessa: è
necessario fissare due temperature di
riferimento e un intervallo unitario di
temperatura per creare una scala
termometrica. Le scale termometriche più
diffuse sono la scala Celsius e la scala Kelvin.
Mentre non esiste alcun limite superiore al
valore che può assumere la temperatura,
quest’ultima non può essere inferiore al valore
detto “zero assoluto” (al di sotto della quale
non è possibile raffreddare un oggetto) che
nella scala Kelvin corrisponde allo zero e a -273
nella scala Celsius.
Questa scala venne chiamata così in onore
dell’astronomo Anders Celsius (1701-1744). In
questa scala si assegna il valore 0° alla
temperatura del ghiaccio fondente e 100° alla
temperatura dell’acqua in ebollizione:
l’intervallo tra queste due temperature è
quindi suddiviso in 100 gradi Celsius.
Così chiamata in onore del fisico William Levin
(1824-1907), si basa sull’esistenza dello zero
assoluto: lo zero di questa scala corrisponde
infatti allo zero assoluto. In questa scala non
esistono quindi temperature negative. Le
suddivisioni della scala Kelvin sono le stesse.
La scala Kelvin è quella più utilizzata nella
fisica. Per convertire:
T(K)= T (°C) + 273, 15
T (°C) = T (K)- 273, 15
Fahrenheit è l'unità di una scala di misura della
temperatura così chiamata in onore del fisico
tedesco Daniel Gabriel Fahrenheit, che la
propose nel 1724. In questa scala, il punto in
cui l'acqua diventa ghiaccio è di 32 gradi
Fahrenheit (°F), mentre il punto in cui l'acqua
bolle è a 212 °F, suddividendo così questo
intervallo in 180 gradi. L'unità di questa scala,
il grado Fahrenheit, è 5⁄9 di un kelvin e Celsius.
Una temperatura di −40 °F è uguale a −40 °C
(unica situazione in cui i valori delle due scale
coincidono). Per convertire:
T (°C)/100= T(°F)-32/180
La maggior parte delle sostanze si dilata
quando viene riscaldata: questo fenomeno
viene detto dilatazione termica., il quale è alla
base del funzionamento dei termometri a
liquido (alcol o mercurio). La dilatazione può
essere lineare o cubica.
Se consideriamo un copro lungo e sottile (per
esempio i binari ferroviari) possiamo
immaginare che esso si possa espandere in
un’unica direzione: parliamo quindi di
dilatazione lineare. Il fenomeno della
dilatazione lineare è quindi un caso particolare
di dilatazione termica in cui la misura di due
dimensioni su tre varia in modo trascurabile
rispetto alla dimensione maggiore. La formula
è: ΔL= α*L0*ΔT, in cui ΔL e la variazione della
lunghezza (m), L0 è la lunghezza iniziale (m),
ΔT è la variazione della temperatura (K) e α è il
coefficiente della dilatazione lineare, che
dipende dal tipo di materiale.
Anche l’area e il volume dell’oggetto variano
con la temperatura. La dilatazione termica dei
volumi (volumica o cubica) segue una legge
LE SCALE TERMOMETRICHE
LA SCALA CELSIUS
LA SCALA KELVIN
LA DILATAZIONE TERMICA
La scala fahrenheit
