Lo strumento per misurare la temperatura dei corpi è il termometro.
Tale strumento funziona sfruttando la dilatazione termica, cioè quando si riscalda un corpo, ovviamente aumenta la sua temperatura e la sua agitazione termica, questo fa sì che le molecole si allontanino sempre più le une dalle altre, quindi la stessa quantità di materia occuperà uno spazio maggiore, cioè aumenta il suo volume. Quando diminuisce la temperatura, l’agitazione è minore e quindi anche il volume occupato.
Ogni sostanza ha il suo indice di dilatazione termica e indica quanto aumenta il suo volume quando aumenta la temperatura di un certo valore.
Nei gas invece di dilatazione, poichè non hanno volume si parla di espansione.
I termometri,il cui funzionamento si basa proprio sulla dilatazione termica, sono costituiti da un contenitore di vetro, all’interno del quale si trova un bulbo, cioè un’ampollina, che si prolunga in un tubicino di diametro piccolissimo, sempre fatto di vetro, all’interno del quale si trova un metallo che a temperatura ambiente è liquido, in passato si usava il mercurio oggi, poichè è tossico, si usa il gallio.Una volta riscaldato il metallo si riscalda e sale per capillarità all’interno del tubicino. Più sale il mercurio nel tubicino, più il corpo ha passato energia termica al termometro, quindi sarà più alta la temperatura che si leggerà sul termometro.
Ci sono due tipi di termometri quello clinico che presenta una strozzatura che impedisce al metallo di ridiscendere quando si raffredda, quindi la temperatura rimane la stessa per tempi lunghi. Inoltre, c’è il termometro da laboratorio, detto a massima e a minima, perchè il mercurio è lasciato libero di salire e scendere, quindi questo tipo di termometro è usato per misurare la temperatura dell’ambiente in cui è posto.
Quindi i termometri misurano la temperatura in modo indiretto e cioè tramite la misura del volume.
Il valore usato per misurare la temperatura dipende dal tipo di scala termometrica usata, cioè il tipo di unità di misura scelto.
Tre sono le scale usate e cioè quella Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
La scala Celsius, detta anche centigrada, prende questo nome da colui che la propose e cioè Andres Celsius ed è quella che usiamo noi.
Celsius chiamò 0° il livello che la colonnina di mercurio raggiunge quando il termometro è messo a contatto con il ghiaccio fondente e 100° quella che raggiunge a contatto con l’acqua in ebollizione; questo intervallo lo suddivise in 100 parti uguali, ognuna delle quali rappresenta il grado centigrado.
La scala Fahrenheit fu proposta dal fisico tedesco Gabriel Fahrenheit, essa prende due punti di riferimento che sono quelli di una miscela di ghiaccio e cloruro di ammonio _(0° F)e la temperatura del corpo umano (97°F) e l’intervallo è stato suddiviso in 97 parti uguali. Ovviamente l’ampiezza dei gradi non corrisponde a quella Celsius e quindi per passare da una scala all’altra bisogna usare una formula apposita. A 0° C corrispondono 32°F e a 100°C corrispondono 212°F.
°F= (°C · 180): 100 + 32 °C= (°F -32) · 100 : 180
La Scala Kelvin fu proposta dal fisico inglese Lord Kelvin, essa è più precisa e riproducibile delle altre, per questo essa è l’unità di misura fondamentale della temperatura nel Sistema Internazionale. Essa si basa sul concetto di 0 assoluto, nato dall’osservazione sperimentale che nell’Universo sono nate temperature altissime, mentre la temperatura più bassa riscontrata è -270°C. Gli scienziati tramite complessi calcoli, hanno scoperto che alla temperatura di -273,15 °C non ci sarebbe più movimento della materia, cioè la cosiddetta morte termica. Quindi -273,15 è la temperatura più bassa possibile che si può riscontrare nell’Universo, e a questa temperatura cioè 273° ,la scala Kelvin gli attribuisce il valore 0. Il resto della scala è divisa in 100 parti uguali, quindi a 100° C corrisponde 373°K.
Per esempio a – 20°C corrisponde la temperatura di 253°K.
°C = K – 273
K = °C + 273
