LA TEMPERATURA

La misura della temperatura:


0 °C (0 gradi Celsius) → temperatura del ghiaccio fondente


100 °C (100 gradi Celsius) → temperatura dell’acqua bollente


La scala Celsius è ottenuta dividendo in cento parti uguali il segmento delimitato
dai due livelli segnati in precedenza.


La temperatura è la grandezza fisica che si misura con il termometro

Come si arriva alla definizione di temperatura?


  1. Il fenomeno della dilatazione termica, che incontriamo spesso in natura


  2. L’equilibrio termico, cioè la condizione in cui due sistemi fisici, messi a


    contatto, raggiungono una stessa temperatura, chiamata temperatura di


    equilibrio, che non si modifica nel tempo



Il termometro misura sempre la propria temperatura che, all’equilibrio termico,
è anche quella del corpo (acqua ghiacciata, vapore…) con cui è in contatto.

Nel 1960 è stato creato il Sistema Internazionale di Unità (abbreviato con SI)

■ Fissa sette grandezze fisiche fondamentali

■ Indica le loro unità di misura

■ Definisce le unità di misura di tutte le altre grandezze in termini di queste sette

LA TEMPERATURA SI MISURA IN KELVIN

Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della temperatura è il Kelvin (simbolo K)

t=T-273°C

T=t+273 K

t= temperatura cesius
T=temperatura kervin

La scala Celsius: è tarata in base a 2 punti fissi: la temperatura del ghiaccio che
fonde, cui attribuiamo il valore 0°C, e la temperatura dell’acqua che bolle, cui
attribuiamo il valore 100°C. L’intervallo così individuato viene diviso in 100 parti
di cui ognuna vale quindi 1°C.

La scala Kelvin: è tarata in base allo zero assoluto, che è la temperatura teorica
più bassa cui può arrivare la materia, il cui valore in gradi Celsius è -273,15°C. Il
valore di un grado Kelvin è identico a quello Celsius, cioè 1K = 1°C.

DILATAZIONE TERMICA:
AUMENTO DI VOLUME DEI CORPI DOVUTO ALL’AUMENTO DELLA
TEMPERATURA

DILATAZIONE LINEARE:


Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo
o un’asta) si parla di dilatazione lineare.
Δl = 𝑙𝑙0𝜆𝜆Δt


L’aumento di lunghezza Δl dipende dalla sostanza di cui è
fatto il corpo ed è direttamente proporzionale:

  • alla lunghezza iniziale l
    0 del corpo;
  • alla variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T0) subita dal
    corpo.

Δl = 𝑙𝑙 − 𝑙𝑙0

𝑙𝑙 = 𝑙𝑙0+𝑙𝑙0𝜆𝜆Δt

𝑙𝑙 = 𝑙𝑙0(1 + 𝜆𝜆Δt)

COEFFICIENTE DI DILATAZIONE
Nel SI il coefficiente di dilatazione lineare λ si misura in K-1
La variazione di temperatura ΔT = T – T0 ha lo stesso valore numerico espressa
in K e in °C, pertanto λ ha lo stesso valore in K-1 o in °C-1


Δl = 𝑙0𝜆Δt

Il coefficiente di dilatazione lineare λ dipende dal materiale di cui è composta la barra.
La costante λ è numericamente uguale all’allungamento di una barra lunga un metro riscaldata di 1 °C.

DILATAZIONE TERMICA
Molte strutture (per esempio i ponti egli oleodotti) cambiano lunghezza in modo significativo a causa delle differenze di temperatura tra estate e inverno o tra notte e giorno. Per questa ragione i progettisti adottano degli stratagemmi per evitare che le variazioni di lunghezza causino danni.



DILATAZIONE VOLUMICA
Una sfera si dilata nella stessa misura in tutte le direzioni.
Consideriamo l’aumento di tutto il volume di un corpo, che passa dal volume iniziale V0 al volume finale V a seguito della variazione di temperatura Δt. In questo caso gli
esperimenti mostrano che vale la legge sperimentale della dilatazione volumica


V= V0(1+α Δt)