Fisica medica - Termologia e dilatazione termica

TERMOLOGIA E

DILATAZIONE TERMICA

Termologia e dilatazione termica 1

Introduzione

 GRANDEZZE MACROSCOPICHE

Sono quelle che rappresentano le proprietà estensive di un

sistema fisico, costituito da un numero grandissimo di particelle

(es.: volume, pressione).

Queste grandezze sono alla base della Termodinamica.

 GRANDEZZE MICROSCOPICHE

Sono quelle relative alle proprietà di una singola particella



(es.: v, m

, p m v, J, etc.).

Le leggi che legano tali grandezze sono alla base della

Meccanica. Termologia e dilatazione termica 2

 In un sistema di particelle la relazione tra grandezze

microscopiche e macroscopiche costituisce la base della

Meccanica Statistica.

Esempio:

la pressione da un punto di vista macroscopico è una forza che

tutto l’insieme del sistema esercita su di una superficie.

Da un punto di vista microscopico la pressione è legata al valor

medio della quantità di moto ceduta dalle molecole di un gas ad

una superficie). Termologia e dilatazione termica 3

Principio zero della termodinamica

 Il concetto fondamentale della termodinamica è la temperatura.

- Concetto sensoriale della temperatura (es.: oggetti di metallo e

di legno al tatto sembrano avere temperature diverse).

- Criterio soggettivo e qualitativo.

 L’equilibrio termico fra due corpi è alla base del principio zero

della termodinamica.

T T ? T

1 2 A B

A B

Per verificare da un punto di vista quantitativo l’ di equilibrio

termico fra due corpi, senza metterli in contatto, se ne può usare

un terzo come termometro.

Termologia e dilatazione termica 4

 Postulato del principio zero della termodinamica:

se due corpi A e B sono singolarmente in equilibrio termico



con un terzo T (il termometro) allora i due corpi A e B

sono anche in equilibrio termico fra loro.

 L’idea contenuta nel principio zero della termodinamica per

quanto semplice, non è ovvia (es.: due pezzi di ferro sono attratti

da una stessa calamita, ma essi non si attraggono tra loro).

 Quindi il principio di reciprocità non è sempre vero in Fisica.

Termologia e dilatazione termica 5

 Significato fisico del principio zero della termodinamica:

ogni corpo possiede una proprietà macroscopica che si chiama



temperatura quando due corpi sono in equilibrio termico, le

loro temperature sono le stesse.

 Questo principio permette di sapere se due corpi sono in

equilibrio termico.

Basta misurare la temperatura di ciascuno di essi con un

termometro, senza bisogno di metterli in contatto tra loro per

essere sicuri che siano in equilibrio termico.

Termologia e dilatazione termica 6

Misura della temperatura: Termometri

 Si sapeva misurare la T di un corpo molto tempo prima di

conoscere la sua natura fisica.

 Per misurare la T si sfrutta qualche proprietà fisiche di una

sostanza che varia con la T:

la lunghezza di un’asta metallica;

-

- il volume di un liquido;

- la resistenza elettrica di un conduttore;

- la pressione di un gas.

Ciascuna di queste proprietà può servire per costruire un

termometro con una scala arbitraria [es.: la sostanza termometri

ca può essere un liquido (Hg, alcool) in un capillare di vetro e la

proprietà termometrica la lunghezza della colonna liquida].

Termologia e dilatazione