Temperatura
Elenco paragrafi
1. Definizione
2. Misurazione della temperatura
3. Scala Fahrenheit
4. Tabella comparativa delle varie scale di misurazione della temperatura
Definizione
In fisica, la temperatura è la proprietà che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione
alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi.
La temperatura è la proprietà che regola il trasferimento di energia termica o calore, da un sistema
ad un altro. Quando due sistemi si trovano in equilibrio termico e non avviene nessun trasferimento
di calore, si dice che sono alla stessa temperatura. Quando esiste una differenza di temperatura, il
calore tenderà a muoversi dal sistema che diremo a temperatura più alta verso il sistema che diremo
a temperatura più bassa, fino al raggiungimento dell'equilibrio termico. Il trasferimento di calore
può avvenire per conduzione, convezione o irraggiamento. Le proprietà formali della temperatura
vengono studiate dalla termodinamica. La temperatura gioca inoltre una parte importante in quasi
tutti i campi della scienza e in particolare in fisica, chimica e biologia.
La temperatura non è una misura della quantità di energia termica o calore di un sistema, ma è ad
essa correlata. Pur con notevoli eccezioni, solitamente se viene fornito (o sottratto) calore la
temperatura del sistema sale (o scende); inversamente un innalzamento (o un abbassamento) di
temperatura corrisponde a un assorbimento (rispettivamente a una cessione) di calore da parte del
sistema. Su scala microscopica, nei casi più semplici, questo calore corrisponde al movimento
casuale degli atomi e delle molecole del sistema. Quindi un incremento di temperatura corrisponde
a un incremento del movimento degli atomi del sistema. Per questo, la temperatura viene anche
definita come "lo stato di agitazione molecolare del sistema", e l'entropia come "lo stato di
disordine molecolare". In realtà è possibile fornire o sottrarre calore anche senza alterazione della
temperatura, poiché il calore fornito o sottratto può essere correlato all'alterazione di qualche altra
proprietà termodinamica del sistema (pressione, volume) oppure può essere implicata in fenomeni
di transizione di fase (come i passaggi di stato), descritti termodinamicamente in termini di calore
latente. Analogamente è possibile aumentare o diminuire la temperatura di un sistema senza fornire
o sottrarre calore.
La temperatura è una grandezza fisica scalare ed è intrinsecamente una proprietà
intensiva di un sistema. Essa infatti non dipende dalle dimensioni o dalla
quantità di materia del sistema, ma non corrisponde alla densità di nessuna
proprietà estensiva.
Misurazione della temperatura
Sono stati sviluppati molti metodi per la misurazione della temperatura. La
maggior parte di questi si basano sulla misurazione di una delle proprietà fisiche
di un dato materiale, che varia con la temperatura.
Uno degli strumenti più comunemente utilizzati per la misurazione della
temperatura è il termometro a liquido. Esso consiste di un tubicino capillare di
vetro riempito con mercurio o altro liquido. L'incremento di temperatura fa
espandere il liquido e la temperatura può essere determinata misurando il
volume del fluido all'equilibrio. Questi termometri possono essere calibrati, in
modo che sia possibile leggere le temperature su una scala graduata (osservando
il livello del fluido nel termometro).
Un altro tipo di termometro è il termometro a gas.
Altri strumenti importanti per la misurazione della temperatura sono:
• Termocoppie
• Termistori
• Resistance Temperature Detector (RTD)
• Pirometri
• Altri termometri.
I termometri che acquisiscono immagini nella banda dell'infrarosso sfruttano tecniche di
termografia, basate sul fatto che ogni corpo emette radiazioni elettromagnetiche la cui intensità
dipende dalla temperatura.
Si deve prestare attenzione quando si misura una temperatura, ed assicurarsi che lo strumento di
misura sia effettivamente alla stessa temperatura del materiale misurato.
In certe condizioni il calore dello strumento può causare una variazione della temperatura, e la
misura risulta differente dalla temperatura reale del sistema. In questi casi la temperatura misurata
varia non solo con la temperatura del sistema, ma anche con le proprietà di trasferimento di calore
del sistema. Ad esempio, in presenza di un forte vento, a parità di temperatura esterna, si ha un
abbassamento della temperatura corporea, dovuto al fatto che l'aria accelera i processi evaporativi
dell'epidermide. La temperatura misurata in queste particolari condizioni prende il nome di
temperatura di bulbo umido.
Scala Fahrenheit
Una scala usata spesso nei paesi anglosassoni è la scala Fahrenheit. Su questa scala il punto di
congelamento dell'acqua corrisponde a 32 °F e quello di ebollizione a 212 °F. La seguente formula
può essere usata per convertire i gradi Fahrenheit in gradi Celsius:
5
T (C ) = ⋅ (T (F ) − 32 )
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Tabella comparativa delle varie scale di misurazione della temperatura
La seguente tabella mette a confronto varie scale di misurazione della temperatura; i valori riportati,
quando necessario, sono stati arrotondati per difetto.
Descrizione
Zero assoluto
Temperatura di superficie più fredda mai registrata
sulla Terra. (Vostok, Antartide - 21 luglio, 1983)
Temperatura di congelamento dell'acqua a pressione
standard.
Temperatura media della superficie terrestre
Temperatura media di un corpo umano.
Temperatura di superficie più calda mai registrata
sulla Terra. (Al 'Aziziyah, Libia - 13 settembre, 1922)
Temperatura di ebollizione dell'acqua a pressione
standard.
Temperatura della fotosfera del Sole.
kelvin
0
184
Celsius
-273,15
-89
Fahrenheit
-459,67
-128,2
273,15
0
32
288
310
331
15
36,8
58
59
98,2
136,4
373,15
100
212
5800
5526
9980
