Misura della temperatura

Cos'è la temperatura

La temperatura è la grandezza fisica che fornisce la misura oggettiva delle sensazioni di caldo e freddo.

Materia e definizione di temperatura

La temperatura di un oggetto dipende dalla struttura microscopica della sostanza da cui è composto.

Le sostanze sono formate da atomi - elementi identici con stesse proprietà chimiche - che, aggregati assieme, formano le molecole.

Gli atomi all'interno di una molecola sono legati da una forza elettrica detta forza di coesione molecolare.

Esempio

Una molecola di anidride carbonica ( $CO_2$ ) è formata da un atomo di carbonio ( $C$ ) e due di ossigeno ( $O$ ).

Stati di aggregazione della materia

La materia può trovarsi in tre stati di aggregazione differenti, che dipendono dall'organizzazione delle molecole:

solido: le molecole possono oscillare ma non muoversi tra loro. I solidi hanno forma e volume propri. Sono rigidi quando le forze di coesione sono intense: meno intense sono le forze di coesione, più il solido può essere deformato.
liquido: le forze di coesione sono deboli e le molecole possono muoversi, senza però distanziarsi molto. I liquidi hanno volume proprio, ma prendono la forma del recipiente che li contiene.
gassoso: le forze di coesione sono trascurabili e le molecole possono muoversi liberamente. I gas non hanno né forma né volume propri.

Nota bene: liquidi e gas sono detti fluidi.

Definizione di temperatura

La temperatura di una sostanza è definita come la misura dell'energia cinetica delle molecole che la compongono, cioè della loro agitazione termica. Più grande è l'energia cinetica delle molecole, maggiore sarà la temperatura della sostanza.

Esempio

Le molecole dell'acqua calda si muovono più velocemente di quelle dell'acqua fredda.

Scale termometriche

Lo strumento utilizzato per misurare la temperatura è il termometro.

La scala di un termometro viene definita fissando due temperature di riferimento e un'unità di misura. Esistono diverse scale termometriche.

Scala Celsius

La scala Celsius o centigrada assegna a $0$ la temperatura del ghiaccio fondente e a $100$ quella dell'acqua bollente. L'intervallo tra le due temperature è diviso in $100$ parti uguali, ognuna delle quali è detta grado Celsius ( $^oC$ ).

Scala Kelvin

La scala Kelvin assegna a $273.15$ la temperatura del ghiaccio fondente e a $373.15$ quella dell'acqua bollente. L'intervallo tra le due temperature è diviso in $100$ parti uguali, ognuna delle quali è detta kelvin ( $K$ ).
La formula di conversione da gradi Celsius a kelvin è la seguente:

$T_K=T_C+273.15$

Scala Fahrenheit

La scala Fahrenheit assegna a $32$ la temperatura del ghiaccio fondente e a $212$ quella dell'acqua bollente. L'intervallo tra le due temperature è diviso in $180$ parti uguali, ognuna delle quali è detta grado Fahrenheit ( $^oF$ ).

La formula di conversione da gradi Celsius a gradi Fahrenheit è la seguente:

$T_F=T_C\cdotp1.8+32$

Nota bene: in Italia è convenzionalmente utilizzata la scala Celsius per misurare la temperatura.