La temperatura

Se ci domandassimo….termometro

…cosa piu’ di frequente misuriamo, nella vita di tutti i giorni, la risposta sarebbe quasi sicuramente “il tempo” e, subito dopo, “la temperatura”…

Tutti abbiamo un orologio al polso e un termometro fuori dalla finestra, che guardiamo tutte le mattine. Per non parlare delle insegne luminose lampeggianti … Data e ora — temperatura .

Ma ci siamo mai domandati cosa rappresenti la temperatura?
Se pensiamo ad un metro, e’ subito chiaro cosa rappresenta. Idem se pensiamo ad un chilo, od ad un secondo…
Se metto su una bilancia due pesi da un chilo… ottengo due chili… Se prendo due righelli da un metro e li metto uno di seguito all’altro… ho due metri… Se prendo due termometri….

NO. Qualcosa non funziona….

La temperatura e’ una proprieta’ “puntuale” (si dice intensiva) dei corpi! non esiste alcun “grado kelvin campione” nel bureau delle misure di Parigi , accanto al metro ed al chilo standard…

E allora… come la mettiamo? Cosa e’ il caldo ed il freddo che sentiamo sulla pelle? Be.. innanzi tutto quelli non sono temperatura… Infatti, la sensazione che avvertiamo sulla pelle altro non è che una traduzione “nervosa” del flusso di calore che la sta attraversando… Provate a mettere la mano in acqua fredda oppure (senza toccare le pareti) nel freezer domestico: la sensazione di “freddo” sarà maggiore nel primo caso. Perchè l’acqua, pur essendo più’ calda, sottrae calore più rapidamente.

Potremmo dire.. La temperatura è ciò che si misura con il termometro. Ma cosa è un termometro? Normalmente abbiamo sotto mano dei termometri a mercurio o ad alcool (quelli da esterno). In quel caso misuriamo delle variazioni di volume. Nei moderni termometri clinici (quelli elettronici) misuriamo una variazione di resistenza elettrica oppure la tensione di una termocoppia. Una telecamera termica misura l’emissione di infrarossi.

Insomma… la temperatura e’ sempre una misura “derivata”. Si misurano le caratteristiche di qualcosa che varia al variare della temperatura (il volume di un liquido, la resistenza di un conduttore…). E da questa affermazione si deve capire subito una cosa : quello che noi misuriamo, di cui siamo certi, è la temperatura del termometro. Non dell’oggetto che ci interessa. Del termometro.

In realta’ e’ possibile dare una definizione precisa della temperatura, sfruttando i principi della termodinamica e, indagando un po’ piu’ a fondo si capisce che essa e’ strettamente correlata con l’energia che viene immagazzinata in un corpo.

Le “stranezze” non finiscono qui. Unica tra le grandezze della fisica classica ha un limite inferiore. Piu’ bassi di “zero Kelvin” (lo zero assoluto, -273.15°C) non si puo’ andare: a quella temperatura tutta l’energia del corpo e’ stata estratta e non è piu’ possibile scendere.

Analogamente non ha senso salire oltre un certo limite… Pensiamo ad un pezzo di ferro. Comincio a fornire energia. Lui si scalda, diventa incandescente, verso i 1500° C fonde… poi a 3000°C comincia a bollire e diventa gas…. Ma continuiamo a scaldarlo. Gli atomi di questo gas diventano sempre piu’ agitati e, ad un certo punto, cominciano a perdere gli elettroni.

.. Il Ferro e’ diventato plasma…

E a questo punto un fisico non se la sente piu’ di parlare di temperatura. Parla di energia. Piu’ precisamente di elettronvolt : e’ l’energia che assume un elettrone accelerato da un potenziale di un Volt.
Infatti esiste una relazione che, in un gas monoatomico, lega la temperatura con l’energia delle singole particelle che lo compongono : E=3/2KT dove K e’ nota come “costante di Boltzman” ed e’ un numero molto piccolo.

Ma torniamo alla vita di tutti i giorni… Un’altra cosa che spesso sfugge e’ che corpi alla stessa temperatura possono immagazzinare energia diversa. Si parla infatti di capacita’ termica, che misura la quantita’ di energia che un corpo immagazzina aumentando di un grado la sua temperatura. Guardando su apposite tabelle si trova che il calore specifico (capacita’ termina di un chilo di materiale) va dai 0.1 KJoule per chilo e per grado [KJ/(°K*Kg)] dello Zinco agli oltre 4 dell’acqua. Con l’aria siamo a 0.7.
Avete capito dove voglio arrivare? Per sottrarre l’energia corrispondente ad un grado ad un chilo di acqua occorre riscaldare di un grado una quantita’ di aria circa sei volte maggiore. In peso. Ma l’aria e’ un gas: in volume, mentre un chilo di acqua occupa un decimetro cubo, sette chili di aria occupano circa sei metri cubi.

E ora vi domando… Dovendo misurare la temperatura della Terra… dove mettereste il vostro termometro?
Lo chiedo ad un medico…. Simon… dove si misura la febbre? sotto l’ascella, giusto? Non e’ che al paziente si sventola il termometro a un centimetro dalla fronte….

E questo potrebbe essere l’argomento di un prossimo intervento… Le “onde termiche” e come trovare la “vera” temperatura di quello che ci circonda…

Ciao

Luca

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34 pensieri su “La temperatura

  1. Bel post luca
    concetti molto profondi che spiegano quanto sia difficile misurare la temp della terra

    E che alla fine non sia meglio parlare di energia del sistema entalpia ed entropia?

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  2. Il discorso diventa ancora più complicato
    se passiamo all’ analisi di come
    vengono trattati i dati satellitari …
    misura più indiretta di cosi …

    poi nella relazione temperatura – energia contenuta nel corpo
    non si deve trascurare che il rapporto è tutt’altro che lineare
    basta pensare a cosa succede durante i cambiamenti di fase dei materiali

    dove mettereste il vostro termometro?

    Il problema si riduce al calcolo dell’energia contenuta
    nell’ambiente che ci circonda … e la temperatura …
    è solo una indicazione … non lineare …
    e non è detto che il corpo in esame sia in equilibrio …

    Come i modelli trattano tutto questo …

    ma sono sicuri del ruolo della CO2 !!!

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  3. Ma dove sono finito tutti i commenti prolungati e specifici che quotidianamente facevate sulla nostra stella????
    Quelli erano molto interessanti e affascinanti…molto meno questi ultimi!
    Con massimo rispetto
    Fabio

      (Quote)  (Reply)

  4. in effetti il metodo c’e’, e non sarebbe neppure tanto difficile…
    La cosa che non mi e’ mai quadrata e’ che si utilizzano misure nate per la meteorologia (max e min … loro medie… etc.) per studiare il clima…

    A breve un articolo su come mi piacerebbe fare la media della temperatura della terra…

    Cia
    Luca

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  5. Fabio, considera che da molti mesi gli astrofisici solari hanno deciso che è meglio non parlare del Sole o fare previsioni perché hanno preso tante di quelle cantonate che ancora sono storditi e barcollanti, l´unica cosa che possono dire affacciandosi alla finestra é: il Sole é ancora lí… meno male. Noi osserviamo l´evolversi di questo ciclo come dilettanti e in questa fase di crescita dell´attivitá solare possiamo solo ricordare le varie teorie, anche discordanti tra loro, e attendere gli sviluppi. Per ora una sola cosa é certa: l´esplosione di sunspot e solar flux é talmente alta che sta sconvolgendo i normali criteri di crescita dei cicli dopo il loro minimo. Che questa esplosione repentina dipenda da lungo periodo di stasi del Sole dovrebbero dircelo gli scienziati…. ma loro forse ne sanno poco, proprio come noi.

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  6. Ma secondo voi, al di là degli studi scientifici basati semplicemente sull’osservazione e calcoli matematici di scienziati e appassionati, ci poterbbero effettivemente essere delle forze ( profezie o meno anche se sinceramente sono molto san tommaso sotto questo punto di vista ) che potrebbero influenzare la nostra stella e di conseguenza il nostro sviluppo di esseri umani o sempre secondo voi effettivemente il nostro
    ” momento ” di non capacità di analizzare o dare delle spiegazioni concrete, sia dovuto “solamente ” ai cosidetti corsi e ricorsi storici che ciclicamente si potrebbero ripetere?
    Che ne pensate?
    Sò che potrei scatenare un putiferio, ma penso che siate persone preparate con sicuramente un opinione su ciò che ci circonda.
    Ciao

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  7. Molto interessante come analisi, in effetti si dovrebbe misurare anche la temperatura terrestre, ma per le analisi e prevcisioni meteorologiche a noi interessa quanto è calda una massa d’aria, non quanto è caldo il suolo (a volte serve saperlo, ma querllo che conta è l’aria)

    Ora, la domanda è: se a detta di tutti climatologia != meteorologia allora perchè utilizziamo gli stessi mezzi per entrambi???

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  8. Interessante articolo Luca.Sono molto deluso pero non di te,anzi…mi complimento,ma della situazione che sta vivendo questo blog.Molto ma molto deluso.ebbene dopo l”uscita di Ale di ieri che e”(se e farina del suo sacco)da premio Nobel,ci troviamo a discutere di temperature.Mi dispiace tanto ma tanto tanto.Sarebbe il caso a mio avviso di prendere in mano la situazione e fare il punto.Stiamo vivendo uno dei momenti piu interessanti della storia della nostra stella.Io non so nulla di quello che sta accadendo qua,pero a mio avviso,in questi momenti cosi appassionanti sarebbe giusto parlare del nostro astro.Mi dispiace per questa grande occasione perduta.Saluti,Giorgio.

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  9. Complimenti a Luca che mi ha fatto riflettere, con il suo articolo, su delle situazioni a cui nessuno fa caso. Dove misuriamo le temperature, quando, come e con quale strumento.
    Per quanto riguarda il blog… aspettiamo qualche notizia di Simon, é lui l´amministratore, e sono sicuro che ha degli ottimi motivi per non essere maggiormente presente in questi giorni.

      (Quote)  (Reply)

  10. Come il sole ha minimi e massimi così anche il blog ha i suoi minimi e massimi.
    Io sono un semplice lettore e come tale non posso fare altro che aspettare con pazienza. Questo articolo è molto interessante, mi ha fatto venire l’idea che per misurare la temperatura della terra e quindi il GW sarebbe meglio non tanto monitorare l’atmosfera ma il contenuto di calore degli oceani.
    Ciao.

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  11. X Nintendo..

    Quando trovo un pò di tempo…
    Vi passo una mia persona ricerca…
    Il titolo più o meno dovrebbe esser :

    “Geomagnetismo,grandi minimi solari,terremoti e vulcani
    Correlazioni”

    Poi vediamo se il blog…..
    continuerà a passar un momento difficile!

    Cmq..avanti così…..non esiston percorsi senza ostacoli!!!

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  12. Area deklle macchie in funzione delle longitudine sul disco solare.
    Volevamo vedere dove capita il massimo dell’area delle macchie in funzione della longitudine misurata sul disco del sole bisogna ancora correggere per la rivoluzione della terra……. ma abbiamo bisogno ancora di sei o sette transiti…. per vedere se il max e’ sempre “li” o se capita in modo casuale

    Ciao
    Luca

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  13. ottimo articolo Luca e soprattutto massimo apprezzamento x ALE (e SIMON). Ho riletto anche l’altro post (quello citato da giorgio) e francamente non capisco questa delusione per il blog.
    Gli argomenti su cui ragionare sono molti e variegati, non solo il SOLE che è comunque importante.
    Sono discussioni e come tali devono svilupparsi, non ci trovo nulla di così disastroso.
    Non credo sia assolutamente facile gestire un blog che ha attirato l’attenzione di molti utenti, anche assolutamente ignoranti in materia come me, ma è grazie anche a questo blog ed alle parole che vengono scritte che la conoscenza o la curiosità si sviluppa.

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  14. Salve a tutti..è la prima volta che partecipo a questo blog anche se vi seguo da un pò…nel salutarvi volevo fare i più sinceri complimenti a Simon che da quanto ho capito è il padre di tutto ciò…poi volevo associarmi all’osservazione fatta ieri da Ale..anch’io avevo notato questo fenomeno,e mi sembra che stia accadendo la stessa cosa per la 1046…un saluto a tutti…

      (Quote)  (Reply)

  15. X giorgio:
    tu sei libero di scrivere tutti i commenti che vuoi in tutti gli articoli che vuoi.
    negli articoli che riguardano il sole parlerai di sole, in fondo non mi sembra una cosa così strana da dire che il blog ti ha deluso.
    forse non hai notato che sotto questo articolo c’è quello del sole.

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  16. In effetti la 1045 é in fase di decadenza, la 1047 “la trans” é scomparsa, mentre la 1046 appena vede la faccia della Terra si mette in mostra a apre tanti sunspots.
    Altra cosa da poter verificare, quante zone e sunspot nell´emisfero nord e quante nella parte sud… non contando le aree a polaritá invertita.
    Mi sembra che il Nord stia nettamente prevalendo, o mi sbaglio?

      (Quote)  (Reply)

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