Temperatura e calore, le scale termometriche, schemi concettuali

Fisica

Temperatura e calore

La parte della fisica che si occupa di fenomeni riguardanti il calore e la temperatura è la termodinamica.

Il calore è l'energia trasferita tra due oggetti a causa della loro differenza di temperatura. Quando si interrompe il flusso di calore, si dice che gli oggetti sono in equilibrio termico.

Definizione: Due oggetti sono in equilibrio termico quando hanno la stessa temperatura.

Definizione: La temperatura è la grandezza fisica che determina se due corpi sono in equilibrio termico oppure no e si misura con un termometro tarato.

Scale termometriche

Le principali scale termometriche sono Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

• Affinché diventi uno strumento di misura, è necessario fissare due temperature di riferimento, ad esempio la fusione del ghiaccio e l'ebollizione dell'acqua.

La scala Kelvin

Nel Sistema Internazionale, l'unità di misura della temperatura è il kelvin (K), dal nome del fisico William Thomson, lord Kelvin (1824-1907). La scala Kelvin ha le seguenti caratteristiche:

• La differenza di temperatura di 1 K corrisponde esattamente a 1 °C.
• La temperatura T_K in kelvin e la corrispondente temperatura T_C in gradi Celsius sono legate dalla relazione: T_K = T_C + 273,15.

Scala Celsius

Vivi essenzialmente ai valori 0 °C della temperatura del ghiaccio fondente e 100 °C della temperatura di ebollizione. I limiti inferiori dello zero assoluto sono -273,15 °C. L'intervallo è di 100 °C.

Scala Fahrenheit

La temperatura del ghiaccio fondente è 32 °F e quella in ebollizione è 212 °F. L'intervallo suddiviso è di 180 °F.

La relazione per convertire la temperatura da Fahrenheit a Celsius è: T(°C) = [(T(°F) - 32) × 100] / 180.

Scala Kelvin

Lo zero della scala Kelvin (0 K) è posto in corrispondenza dello zero assoluto, perciò nella scala Kelvin non esistono temperature negative. Inoltre, 1 °C corrisponde a 1 K.