La Temperatura Universita degli Studi dellInsubria [email protected] Chimica Fisica 1...
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La Temperatura Universita’ degli Studi dell’Insubria [email protected] http://scienze-como.uninsubria.it/bressanini Chimica Fisica Chimica Fisica 1 1 Modulo A Modulo A
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La Temperatura
La Temperatura
Universita’ degli Studi dell’Insubria Universita’ degli Studi dell’Insubria
[email protected]://scienze-como.uninsubria.it/bressanini
Chimica Fisica Chimica Fisica 11
Modulo AModulo A
© Dario Bressanini 2
Cosa e’ la Temperatura?Cosa e’ la Temperatura?
Qualitativamente, e’ la proprieta’ di un oggetto che Qualitativamente, e’ la proprieta’ di un oggetto che
determina la sensazione di determina la sensazione di caldocaldo o di o di freddofreddo quando lo quando lo
tocchiamo.tocchiamo.
E’ quella grandezza … che viene misurata con un E’ quella grandezza … che viene misurata con un
termometro.termometro.
E’ una misura dell’energia cinetica media molecolare.E’ una misura dell’energia cinetica media molecolare.
© Dario Bressanini 3
Calore e TemperaturaCalore e Temperatura
Prima del XIX secolo, si credeva che il senso di Prima del XIX secolo, si credeva che il senso di caldocaldo
o di o di freddofreddo fosse determinato da quanto “calore” era fosse determinato da quanto “calore” era
contenuto in un oggetto.contenuto in un oggetto.
Non vi era distinzione tra Non vi era distinzione tra calorecalore e e temperaturatemperatura, e il , e il
calore era considerato un fluido che scorreva da un calore era considerato un fluido che scorreva da un
oggetto caldo ad uno freddo (il oggetto caldo ad uno freddo (il caloricocalorico).).
© Dario Bressanini 4
Temperatura e SensazioniTemperatura e Sensazioni Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai
cambiamenti di temperatura.cambiamenti di temperatura.
Abbiamo una Abbiamo una
percezione percezione relativarelativa
della temperatura (della temperatura (TT).).
Toccando un oggetto, Toccando un oggetto,
le nostre sensazioni le nostre sensazioni
dipendono anche dalla dipendono anche dalla
conducibilita’ termica.conducibilita’ termica.
© Dario Bressanini 5
EsperimentoEsperimento
© Dario Bressanini 6
TemperaturaTemperatura
……due persone diverse possono definire “due persone diverse possono definire “caldocaldo” o ” o
““freddofreddo” lo stesso oggetto” lo stesso oggetto
… … tuttavia saranno entrambe concordi nel ritenere tuttavia saranno entrambe concordi nel ritenere
dell’acqua bollente dell’acqua bollente piupiu’ calda del ghiaccio.’ calda del ghiaccio.
Possiamo rendere Possiamo rendere quantitativaquantitativa questa osservazione, questa osservazione,
cercando una proprieta’ fisica che varia in modo cercando una proprieta’ fisica che varia in modo
regolare passando dal regolare passando dal freddofreddo al al caldocaldo
© Dario Bressanini 7
Proprieta’ termicheProprieta’ termiche
Espansione termicaEspansione termica Resistenza elettricaResistenza elettrica Colore (emissione elettromagnetica)Colore (emissione elettromagnetica)
Le proprietà termica sono proprietà che dipendono in Le proprietà termica sono proprietà che dipendono in
modo regolare dalla Temperaturamodo regolare dalla Temperatura
© Dario Bressanini 8
D(T)D(T)
Un materiale si espande in seguito ad un riscaldamento.Un materiale si espande in seguito ad un riscaldamento.Il buco Il buco
• si allarga ?si allarga ?• si restringe ?si restringe ?• rimane uguale ?rimane uguale ?
QUIZQUIZ
Si allarga!Si allarga!
© Dario Bressanini 9
Espansione TermicaEspansione Termica
© Dario Bressanini 10
LLoo=L(T=L(Too)) dLdL
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Espansione TermicaEspansione Termica
LL LLoo TT
varia poco con la varia poco con la temperatura per la maggior temperatura per la maggior parte dei solidi.parte dei solidi.
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Espansione TermicaEspansione Termica
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Espansione TermicaEspansione Termica
© Dario Bressanini 13
Il TermometroIl Termometro Galileo nel 1610 descrive un “Galileo nel 1610 descrive un “termoscopiotermoscopio” per ” per
misurare la temperatura. Tuttavia non vi era un valore misurare la temperatura. Tuttavia non vi era un valore
standard di riferimento.standard di riferimento.
Nel 1641 viene costruito, per Ferdinando II Granduca Nel 1641 viene costruito, per Ferdinando II Granduca
di Toscana, il primo di Toscana, il primo termometro ad alcooltermometro ad alcool in vetro. Vi in vetro. Vi
erano segnate 50 tacche arbitrarieerano segnate 50 tacche arbitrarie
Nel 1702, Roemer suggerisce l’uso di Nel 1702, Roemer suggerisce l’uso di due valori fissi due valori fissi
standardstandard su cui basare una scala di temperature su cui basare una scala di temperature
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Scale di TemperaturaScale di Temperatura
Gabriel Daniel Fahrenheit nel 1724 inventa il Gabriel Daniel Fahrenheit nel 1724 inventa il termometro termometro
a mercurioa mercurio (che possiede una grande e regolare espansione (che possiede una grande e regolare espansione
termica)termica)
I due punti fissi sonoI due punti fissi sono 0:la temperatura di una miscela di cloruro d’ammonio e ghiaccio0:la temperatura di una miscela di cloruro d’ammonio e ghiaccio 100: la temperatura di un corpo umano in salute100: la temperatura di un corpo umano in salute In seguito Fahrenheit modificò la scala in modo tale che la In seguito Fahrenheit modificò la scala in modo tale che la
temperatura di fusione del ghiaccio fosse 32 °F e il punto di temperatura di fusione del ghiaccio fosse 32 °F e il punto di
bollizione dell’acqua 212 °Fbollizione dell’acqua 212 °F
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Scale di TemperaturaScale di Temperatura Nel 1745 Anders Celsius propone una scala divisa in Nel 1745 Anders Celsius propone una scala divisa in
100 gradi basata sulla temperatura di fusione del 100 gradi basata sulla temperatura di fusione del
ghiaccio (0 °C) e di ebollizione dell’acqua (100 °C)ghiaccio (0 °C) e di ebollizione dell’acqua (100 °C)
Nel 1933 viene scelto come punto fisso il punto triplo Nel 1933 viene scelto come punto fisso il punto triplo
dell’acqua, fissato a 0.01 °Cdell’acqua, fissato a 0.01 °C
La scala Kelvin pone a 273.16 K il punto triploLa scala Kelvin pone a 273.16 K il punto triplo
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TermometroTermometro
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Fahrenheit Celsius KelvinPunto di Punto di ebollizione ebollizione
Punto di congelamento
212 100 373.15
32 0 273.15
180° 100° 100°
1 kelvin = 1 grado Celsius1 kelvin = 1 grado Celsius
Scale di TemperaturaScale di Temperatura
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Come funziona un termometro Galileiano?Come funziona un termometro Galileiano?
QUIZQUIZ
© Dario Bressanini 20
Temperature Temperature nell’Universonell’Universo
