Concetti Chiave
- Calore e temperatura sono grandezze fisiche distinte: la temperatura misura l'agitazione delle particelle, mentre il calore è energia che si trasferisce tra corpi a temperature diverse.
- La trasmissione del calore avviene spontaneamente dal corpo più caldo a quello più freddo, rappresentando un trasferimento di energia termica.
- I termometri, strumenti per misurare la temperatura, utilizzano mercurio che si dilata con il calore, indicando il valore su una scala graduata.
- Le scale termometriche più comuni sono la scala Celsius e la scala Kelvin, che fissano temperature di riferimento per misurare il calore.
- Il calore è misurato in Joule nel Sistema Internazionale, con la caloria utilizzata storicamente; il calorimetro è lo strumento per misurare il calore assorbito o ceduto da un corpo.
Indice
Differenza tra calore e temperatura
Calore e temperatura sono concetti che vengono spesso confusi nell’uso comune, ma sono in realtà due grandezze fisiche ben distinte.
Entrambi sono legati al moto di agitazione termica che anima gli atomi e le molecole della materia, in tutti i suoi stati di aggregazione; la temperatura di un corpo misura il grado di agitazione delle particelle che lo compongono, mentre il calore è una forma di energia, che ha la tendenza a trasferirsi dai corpi a temperatura maggiore a uno a temperatura minore.
Il calore e la temperatura sono concetti familiari che nell’uso comune vengono spesso utilizzati come sinonimi per indicare la sensazione di freddo e caldo procurata da un corpo.
La distinzione tra un corpo caldo e un corpo freddo è legata alla sensazione che ci procura il contatto con il corpo o la sua vicinanza.
Tuttavia, il calore e la temperatura sono due proprietà ben definite, anche se entrambe in stretta relazione con la struttura della materia.
Moto di agitazione termica
La materia è costituita da particelle indivisibili: atomi e molecole sono le più piccole unità che costituiscono le sostanze e ne conservano le proprietà.
Mentre nei solidi le particelle costituenti possono oscillare intorno a posizioni fisse, nei liquidi e nei gas acquistano una libertà di movimento via via maggiore: sono cioè animate da un moto caotico detto moto di agitazione termica.
Trasmissione del calore
La temperatura di un corpo rappresenta l’indice del grado di agitazione delle sue particelle; avvicinando due corpi a temperature diverse si ha u trasferimento dal più caldo al più freddo. 
Questo trasferimento di energia viene detto Calore o energia termica. Il calore è un’energia in transito, che ha cioè la tendenza di passare da un corpo a un altro. La trasmissione del calore avviene spontaneamente solo da un corpo a temperatura maggiore verso un corpo a temperatura minore.
Termometri e misurazione della temperatura
La temperatura è una grandezza fisica che definisce il grado di agitazione termica delle particelle costituenti i corpi e la sua misura viene effettuata per mezzo di strumenti detti termometri. Il termometro di uso più comune è il termometro clinico, formato da un bulbo di vetro sormontato da un tubo sormontato da un tubo sottile che contiene mercurio. Mettendo il termometro a contatto con un corpo o con un ambiente più caldo, si scaldano sia il vetro che il mercurio.
Il mercurio si dilata e sale nel tubo, indicando il valore della temperatura su una scala graduata. Il termometro è un trasduttore a livello, cioè fornisce un’indicazione della temperatura del mercurio mediante la misura del livello di un liquido.
Scale termometriche
LE SCALE TERMOMETRICHE
La scala del termometro viene costruita fissando opportune temperature di riferimento e un’unità di misura. Le scale maggiormente usate sono la scala CELSIUS e la scala KELVIN.
La scala celsius, detta anche scala centigrada, è stata introdotta dall’astronomo e matematico svedese Anders Celsius.
In questa scala si assegna il valore 0 alla temperatura del ghiaccio fondente e il valore 100 alla temperatura dell’acqua bollente. L’intervallo fra queste due temperature è suddiviso in 100 parti, ognuna delle quali è detta grado Celsius o grado centigrado (simbolo C°).
Nel Sistema Internazionale però è usata la scala Kelvin introdotta appunto dal fisico scozzese William Thomson, detto Lord Kelvin.
Nella scala Kelvin è assegnato il valore 273,15 alla temperatura del ghiaccio fondente e il valore 373,15 alla temperatura dell’acqua bollente. Anche l’intervallo fra queste due temperature è suddiviso in 100 parti uguali ed ogni parte è chiamata grado kelvin (simbolo K).
Unità di misura del calore
Poiché si tratta di una forma di energia, il calore viene misurato nel Sistema Internazionale in Joule (simbolo J).
Per lungo tempo però è stata usata come unità di misura del calore, la caloria (simbolo cal: 1cal= 4,1855 J.
Lo strumento per misurare le quantità di calore cedute e assorbite da un corpo o da una sostanza è il Calorimetro.
Quando si fornisce calore ad un corpo, l’aumento di temperatura che ne consegue dipende dalla massa e dalla natura del corpo stesso, ovvero dal materiale di cui è costituito. Si definisce a questo proposito il calore specifico di una sostanza(e si indica con c) la quantità di calore da fornire all’unità di massa si una determinata sostanza per innalzare la sua temperatura a 1C°.
Il calore specifico di una sostanza varia leggermente con la temperatura ed è caratteristico di ogni sostanza.
La sostanza che possiede il calore specifico più elevate è l’acqua.
Il prodotto del calore specifico di un corpo e della sua massa è detta capacità termica del corpo e si indica generalmente con C.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza fondamentale tra calore e temperatura?
- Come avviene la trasmissione del calore?
- Quali strumenti vengono utilizzati per misurare la temperatura?
- Quali sono le scale termometriche più comuni?
- Come viene misurato il calore e quale è l'unità di misura nel Sistema Internazionale?
Il calore è una forma di energia che si trasferisce tra corpi a temperature diverse, mentre la temperatura misura il grado di agitazione delle particelle di un corpo (come spiegato nel testo).
La trasmissione del calore avviene spontaneamente dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore, come indicato nel testo.
La temperatura viene misurata tramite termometri, come il termometro clinico che utilizza mercurio per indicare il valore della temperatura (come descritto nel testo).
Le scale termometriche più utilizzate sono la scala Celsius, che fissa 0°C al ghiaccio fondente e 100°C all'acqua bollente, e la scala Kelvin, che assegna 273,15 K al ghiaccio fondente e 373,15 K all'acqua bollente (come menzionato nel testo).
Il calore viene misurato in Joule (simbolo J) nel Sistema Internazionale, mentre in passato si utilizzava la caloria (1 cal = 4,1855 J), come indicato nel testo.
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