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DEFINIZIONE DI TEMPERATURA. SCALA CENTIGRADA.
-Studiamo dapprima la temperatura. Questo concetto nasce dalla sensazione di caldo e di freddo ed inoltre quando due corpi, uno caldo l’altro freddo,vengono posti a contatto,si stabilisce -dopo un certo intervallo di tempo- l’ equilibrio termico. Lo strumento di misura che permette la misurazione oggettiva della temperatura è il termoscopio. Prima di dare alcuni esempi di tale strumento, assumiamo:
Principio 0 della Termodinamica
Due corpi in equilibrio termico con un terzo corpo sono in equilibrio termico fra loro.
E’ facile osservare che al variare della temperatura, possono variare altre grandezze fisiche note, come la lunghezza, il volume, la resistenza elettrica, ecc. Consideriamo ad esempio un bulbo B riempito di liquido; alla sommità di tale dispositivo, di solito viene fatto il vuoto. Riscaldiamo B. Che cosa succede?
Si osserva che il menisco M si alza; quindi aumentando la temperatura si assiste ad una dilatazione del liquido. Tale dilatazione è detta più precisamente apparente perché si è deformato anche il bulbo stesso. Dilatazioni più vistose si hanno con i gas; in questo caso nel termoscopio viene messa una goccia di liquido per separare il gas dall’ambiente esterno che preme con una pressione costante.
Osserviamo come la pressione esterna influenzi la misurazione, in effetti se questa diminuisce,la goccia si sposta verso destra e sembra che il gas sia più caldo; ma così non è.
Dopo aver introdotto il termoscopio e capito che la temperatura cresce con la dilatazione del liquido o del gas contenuto, occorre graduarlo; per far ciò si mette a contatto il termoscopio ad -esempio- con l’acqua in due situazioni notevoli e poi in corrispondenza di essi, si segna una tacca per ogni altezza raggiunta dal menisco del liquido o del gas. Ecco due stati notevoli dell’acqua:
a)ghiaccio
b)acqua in ebollizione
Nel primo caso, la temperatura corrispondente è detta temperatura di solidificazione dell’ acqua o di fusione del ghiaccio (non varia sensibilmente con la pressione).
Nel secondo caso, la temperatura corrispondente è detta temperatura di ebollizione (temperatura di equilibrio fra fase gassosa e fase liquida) che dipende dalla pressione esterna (si ha l’ebollizione quando la pressione del vapore eguaglia quella esterna; ciò spiega peraltro per quale motivo ad alta quota -essendo la pressione più bassa- l’acqua bolle prima!).
Quindi ad una pressione standard di 1013,25 mb, segniamo con una tacca l’altezza raggiunta dal menisco quando il termometro è in equilibrio con il ghiaccio (temperatura t=0°C); analogamente segniamo con un’altra tacca quando il termometro è in equilibrio con l’acqua in ebollizione (temperatura t=100°C). Dividiamo l’intervallo in 100 parti uguali; ed ecco realizzato un termometro in scala centigrada.
Mettendo a contatto il termoscopio con un corpo avente temperatura ordinaria, possiamo misurare la sua temperatura t. Vale la seguente relazione:
16/57
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