Qual è la temperatura?
La temperatura è l'intensità di calore o freddezza di un oggetto. La temperatura termodinamica può essere definita come una misura dell'energia cinetica delle molecole (o degli atomi) dell'oggetto. In generale, più velocemente le molecole si muovono in un oggetto, maggiore sarà l'energia cinetica e la temperatura.
Un altro approccio per definire la temperatura è considerare due oggetti costituiti da metalli diversi (conduttori di calore). Quando questi oggetti vengono mantenuti in contatto per un tempo sufficientemente lungo, raggiungeranno uno stato di "Equilibrio Termico". Equilibrio indica che gli oggetti non trasferiscono più energia (calore) tra loro. Dovremmo quindi dire che i due oggetti dati hanno la stessa temperatura. Questa è la proprietà che può essere utilizzata per misurare la temperatura. Quando teniamo un termometro a contatto con l'oggetto (la cui temperatura deve essere rilevata), la temperatura dell'oggetto può essere determinata al raggiungimento dell'equilibrio. Tuttavia, per oggetti molto caldi, in movimento o lontani, generalmente usiamo l'intensità della radiazione infrarossa (calore) per misurare la temperatura. Gli scienziati hanno anche sviluppato termometri che funzionano misurando la velocità del suono nel gas.
Scale di temperatura
Tre scale di temperatura comunemente usate sono, Celsius (C), Fahrenheit (F) e Kelvin (K). Una quarta scala, la Rankine (R), è usata per alcuni scopi ingegneristici. Su questa scala, la dimensione del grado è la stessa della scala Fahrenheit e il suo zero è allo zero assoluto. Il Kelvin è l'unità base di temperatura nel Sistema Internazionale di Unità (SI).
La scala Celsius
La scala di Celsius fu inventata da un astronomo svedese, Anders Celsius. In questa scala, la differenza tra le temperature dei punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua è suddivisa in unità o gradi 100. Il punto di congelamento è impostato su 0 gradi Celsius e il punto di ebollizione è impostato su 100 gradi Celsius, entrambi nella pressione atmosferica standard. Questa scala viene spesso chiamata scala centigradi perché il divario tra i due punti definiti (punti di congelamento e di fusione dell'acqua) è 100.
La scala di Kelvin
Quando i materiali vengono raffreddati, perdono calore e la loro temperatura diminuisce. In teoria, possiamo continuare a raffreddare un oggetto fino a quando non c'è più calore da lasciare fuori. La temperatura a quel punto è chiamata lo zero assoluto. Lo zero della scala Kelvin è impostato a questo punto. Poiché non c'è temperatura al di sotto dello zero assoluto, la scala Kelvin non ha temperature negative. In questa scala, il punto di congelamento dell'acqua è 273.15 K e il suo punto di ebollizione è 373.15 K.
Conversione tra Celsius e Kelvin
In entrambe le scale Kelvin e Celsius, la differenza tra il punto di congelamento dell'acqua e il suo punto di ebollizione è 100. Pertanto, possiamo dire 1 K = 1 gradi Celsius. Tuttavia, i punti di partenza di entrambe le scale sono diversi. La scala Kelvin inizia allo zero assoluto e in questa scala l'acqua si blocca su 273.15 K. D'altra parte, nella scala Celsius, zero (0 gradi Celsius) è impostato sul punto di congelamento dell'acqua. Per equiparare le due scale, diciamo, punto di congelamento dell'acqua = 273 K = 0 gradi Celsius. Cioè, K = C + 273.15 o C = K - 273.15.
