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Nozioni Fisica: Calore, Temperatura

La temperatura

Diciamo che il ghiaccio è freddo e il caffè appena fatto è caldo: ciò che misuriamo col tatto è una grandezza fisica scalare detta temperatura, che ci dice quanto è caldo o freddo un corpo rispetto ad un corpo di riferimento.

Per misurare la temperatura si usa il termometro, strumento basato sulla proprietà dei corpi di dilatarsi o contrarsi se rispettivamente, sono riscaldati o raffreddati.

A livello microscopico la temperatura è la misura dell’energia cinetica media delle particelle che compongono il corpo (siano atomi o molecole) e che sono in continuo movimento.

Se riscaldiamo un corpo, aumentiamo l’energia cinetica delle sue particelle; viceversa, se lo raffreddiamo, la diminuiamo.
Sulla base di questa considerazione, i fisici hanno definito una scala di temperatura detta assoluta perché non definita rispetto a un corpo di riferimento, ma basata sull’energia cinetica media delle particelle: dato che l’energia cinetica non può mai essere negativa, allo zero assoluto, una temperatura che non è fisicamente raggiungibile, siamo alla temperatura anche teoricamente più bassa possibile (lo zero assoluto corrisponde allo zero sulla scala Kelvin, e a -273 gradi Celsius).

Il calore

Due corpi a temperatura diversa a contatto, dopo un lasso di tempo adeguato avranno la stessa temperatura.


Globalmente, il corpo caldo ha ceduto parte della sua energia al corpo freddo.

L’energia che si trasmette da un corpo ad un altro a causa di una differenza di temperatura è detta calore.

I corpi non “contengono” calore: esso è legato esclusivamente al passaggio di energia da un corpo ad un altro.

Quando due corpi a contatto raggiungono la stessa temperatura – e il calore cessa di fluire – sono in equilibrio termico.

Un termometro indica sempre la propria temperatura, misurare la temperatura di un corpo con un termometro significa perciò portare lo strumento all’equilibrio termico col corpo.

Per questo i termometri devono essere abbastanza piccoli da non influenzare la temperatura che devono misurare.

Energia interna

L’energia cinetica delle particelle di un corpo non è la sola energia presente nel corpo stesso: c’è l’energia cinetica degli atomi dentro le molecole e c’è l’energia potenziale dovuta alle forze d’interazione fra molecole o fra atomi.

La somma di queste energie si definisce energia interna del corpo.

Se un corpo cede o assorbe calore, la sua energia interna varia a seconda dello stato fisico in cui esso si trova.

Sostanze diverse hanno diversa capacità di assorbire ed immagazzinare energia interna: il calore specifico è la grandezza che misura questa capacità.

In particolare, il calore specifico di una sostanza per definizione è la quantità di calore necessaria per innalzare di un’unità di temperatura l’unità di massa della sostanza.

L’acqua, per esempio, ha un calore specifico più alto di quasi tutte le altre sostanze: per questo, grandi estensioni d’acqua influenzano in modo significativo i climi locali; essa infatti immagazzina lentamente grandi quantità di energia solare che cede con altrettanta lentezza.

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