Concetti Chiave
- La percezione soggettiva del caldo e del freddo può ingannare, come dimostrato dall'esperimento delle mani in acqua calda e fredda.
- I fenomeni termici sono manifestazioni macroscopiche di cambiamenti microscopici legati all'agitazione molecolare e agli scambi energetici.
- La temperatura è un indicatore dell'agitazione termica interna di un corpo, correlata all'energia cinetica delle sue molecole.
- I termometri misurano la temperatura sfruttando proprietà fisiche variabili, come dilatazione, pressione e resistenza elettrica.
- Le variazioni di grandezza correlate alla temperatura sono facilmente misurabili e utilizzabili per costruire diversi tipi di termometri.
Se prendiamo in considerazione di immergere nell'acqua calda una delle nostre mani e l'altra nell'acqua fredda, contemporaneamente, se poi successivamente poniamo entrambe in un recipiente contenente acqua tiepida, ci perverrà una sensazione di freddo dalla mano che era stata immersa nell'acqua calda mentre ci perverrà una sensazione di caldo dalla mano che era stata immersa nell'acqua fredda. Con questo possiamo arrivare a capire che è erroneo associare il concetto di temperatura alla nostra percezione di caldo e freddo, che è legata quindi sia alla soggettività di ognuno di noi sia alle reazioni fisiologiche delle cellule nervose. La fisica, della temperatura, ne da una definizione operativa e spiega le relazioni con le altre grandezza misurabili.
Processi microscopici e fenomeni termici
Le manifestazioni macroscopiche di cambiamenti microscopici della materia sono fenomeni termici. Essi sono dipendenti dalla composizione dei corpi, dallo stato di agitazione delle molecole e dalle variazioni di stato dovute a scambi di energia con l'ambiente. Osservando da un punto di vista microscopico si possono svelare i meccanismi fondamentali che sono alla base dei fenomeni termici; essi vengono descritti tramite l'utilizzo di grandezze fisiche macroscopiche come la temperatura. Quest'ultima è sempre un indice dell'agitazione termica all'interno di un corpo, tanto più maggiore è la temperatura del corpo, tanto più maggiore è l'energia cinetica posseduta da ogni molecola.
La misura della temperatura
Lo strumento utilizzato per misurare la temperatura è il termometro. Questo strumento sfrutta il fattore di cambiamento, ovvero quando cambia la temperatura, cambia anche un'altra proprietà fisica della materia. Solidi e liquidi si dilatano e si contraggono, i gas mantenuti a volume costante cambiano di pressione, i materiali conduttori cambiano di resistenza elettrica. Tutte queste variazioni di grandezza, sono facili da misurare, e possono essere utilizzate per realizzare vari tipi di termometri.
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