Concetti Chiave
- La temperatura è definita come l'indicatore dell'energia cinetica media delle particelle di un corpo, parte dell'energia interna totale.
- Galileo Galilei iniziò a sviluppare strumenti per misurare la temperatura, basati sulla dilatazione dell'aria, mentre Torricelli costruì un termometro ad acqua.
- La scala Fahreneit fu introdotta nel 1714 da Fahreneit, seguita dalla scala Celsius nel 1742 da Celsius e dalla scala Kelvin proposta nel 1848 da Lord Kelvin.
- Le scale termometriche si basano su fenomeni fisici osservabili, come i punti fissi che indicano temperature costanti durante i passaggi di stato.
- La temperatura non è solo una sensazione soggettiva, ma un concetto scientifico fondamentale per comprendere l'energia e lo stato delle sostanze.
Definizione di temperatura
Il caldo e il freddo, in quanto sensazioni soggettive, non sono modi oggettivi per definire la temperatura. Da questo è nata l'esigenza di dare una definizione operativa e concettuale a questa grandezza scalare. Oggi si afferma che la temperatura è la spia dell'energia cinetica media molecolare delle particelle di un corpo, questa energia è solo una parte dell'energia interna del corpo che comprende anche energia vibrazionale, traslazionale, rotazionale e potenziale delle particelle che lo compongono.
Evoluzione storica degli strumenti
Per arrivare a questa definizione nella storia sono state osservate alcune proprietà, dette termometriche che appunto variavano con lo stato termico delle sostanze definite termometriche, ad esempio il volume di una quantità di latte contenuta in un pentolino posto sul fuoco. Già nel 1597 Galileo Galilei tentò di progettare uno strumento per misurare i gradi del caldo e del freddo, tale strumento piuttosto rudimentale si basava sulla dilatazione di aria contenuta all'interno di un tubo di vetro al variare dello stato termico di quest'ultimo. Infine abbandonò il progetto, ma diede un grande contributo alle idee sostenendo che caldo e freddo non erano caratteristiche differenti di un corpo, ma il freddo era la privazione di caldo. Il suo discepolo Evangelista Torricelli continuò il lavoro del maestro e costruì un termometro ad acqua: diede vita così ai famosi termometri fiorentini costruiti dall'Accademia del Cemento rimasti in uso fino al XVII secolo.
Sviluppo delle scale termometriche
Nel 1714 il fisico tedesco Fahreneit costruì termometri ad alcol e mercurio e diede vita ad una scala termometrica: la scala Fahreneit. Dopo di lui nel 1742 l'astronomo svedese Celsius costruì termometri a mercurio e sancì la nascita di una nuova scala: la scala Celsius. Nel 1848 il fisico britannico Thomson nominato nel 1892 barone col nome di Lord Kelvin propose una scala termometrica oggi nominata scala assoluta o scala Kelvin, il quale è entrato a far parte del sistema internazionale ed è il modo ufficiale a livello scientifico per esprimere la temperatura. Tutti questi fisici si basavano, per la costruzione delle proprie scale termometriche, sull'osservazione di fenomeni fisici come i passaggi di stato in cui la temperatura, anche in determinate condizioni come a pressione costante, rimaneva invariata. Tali punti in cui, durante la coesistenza di due fasi o in determinate condizioni l'altezza del fluido rimane la stessa, vengono chiamati punti fissi (per la scala Celsius corrispondono a 0° e 100°).
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione operativa della temperatura?
- Chi sono i principali scienziati che hanno contribuito allo sviluppo degli strumenti di misura della temperatura?
- Quali sono le scale termometriche più importanti e chi le ha create?
La temperatura è definita come la spia dell'energia cinetica media molecolare delle particelle di un corpo, rappresentando solo una parte dell'energia interna che include anche energia vibrazionale, traslazionale, rotazionale e potenziale (testo).
Galileo Galilei, che progettò un primo strumento basato sulla dilatazione dell'aria, e il suo discepolo Evangelista Torricelli, che costruì un termometro ad acqua. Successivamente, Fahreneit e Celsius svilupparono le rispettive scale termometriche (testo).
Le scale termometriche più importanti sono la scala Fahrenheit, creata da Fahreneit nel 1714, la scala Celsius, sviluppata da Celsius nel 1742, e la scala Kelvin, proposta da Lord Kelvin nel 1848, che è ora il modo ufficiale per esprimere la temperatura a livello scientifico (testo).
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