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

34 pensieri su “La temperatura

  1. Non sono deluso del blog anzi…sono appassionato e lettore quotidiano,solo vorrei che questo particolare momento fosse vissuto piu intensamente-tengo a precisare che siete bravissimi, scusatemi se mi sono espresso in modo non corretto,a volte il cuore corre piu veloce della parola

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  2. vedo che scappate dalla domanda posta nell’articolo.
    come al solito si tende a parlare piu’ facilmente di cose lontane che di quelle che ci riguardano direttamente, tanto nessuno poi va a controllare…
    temperatura e calore in realta’ non sono mai stati osservati, osserviamo invece delle modifiche di volume, resistenza, emanazione di radiazioni che noi attribuiamo ad un qualcosa che chiamiamo calore ma che non abbiamo mai visto.
    l’unico indizio che abbiamo e’ quella sensazione di caldo freddo che ci viene dal nostro corpo, alla stessa maniera di amore e odio, che non sappiamo descrivere ma che sentiamo.

    c’e’ un misuratore di amore e odio?

    idem per l’energia, non si vede direttamente, ne misuriamo la variazione indiretta (forse) di qualcos’altro. se parliamo poi di energia potenziale… e’ solo una definizione di un qualcosa che ci dovrebbe essere, che non riusciamo a misurare se non nel momento in cui si e’ trasformata in un qualcosa che abbiamo definito misurabile.
    la scienza non e’ piu’ definita di cio’ che dice osho, lo crediamo ma non lo e’ o meglio, lo e’ perche’ cosi’ crediamo che sia.

    nella pratica usiamo quasi sempre strumenti che ci diano una variazione “visiva”, la vista e’ il senso oggi piu’ usato, prendiamo per esempio la tv. ma questa e’ stata una scelta nostra, noi abbiamo scelto il campione di misura, l’unita’ di misura, in pratica noi abbiamo scelto come misurare la nostra realta’, come vederne le variazioni.
    abbiamo scelto di vedere soprattutto le variazioni visive e da questo abbiamo costruito varie cause effetti sul mondo che cambia.

    se avessimo invece per esempio basato le nostre misure sulla variazione di amore e odio il mondo lo percepiremmo in tutt’altra maniera.
    o se avessimo pensato che le cose cambiano perche’ c’e’ un piano intelligente che ha deciso che dovevano cambiare in quella maniera, magari avremmo provato di intercettare questa intelligenza per capirne il piano.
    e anche questa e’ scienza, ci definiamo esseri intelligenti e poi ci analizziamo usando la fisica e la chimica senza cercare da dove provenga questa intelligenza, le emozioni, cosa siano i pensieri. cosa siamo, il corpo o i pensieri? e come funzionano i pensieri? nascono dallo scontro casuale di qualche molecola chimica? attenzione che i pensieri sono la parte fondamentale della scienza perche’ tutto quello che pensiamo realta’ e’ pensata da noi, anche se non ne siamo consapevoli.

    c’e’ ancora tantissimo da fare nella scienza, soprattutto se capiamo che fino ad ora l’abbiamo costruita con osservazioni del creato fatte usando solo una parte dei nostri sensi…

    indopama

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  3. voglio rispondere alla domanda:
    Dovendo misurare la temperatura della Terra… dove mettereste il vostro termometro?

    da nessuna parte perche noi siamo in superficie e conosciamo solo una piccola parte della terra, se parliamo invece di temperatura terrestre superficiale rispondo di nuovo da nessuna parte perche’ se l’acqua (che voleva essere la risposta implicita) sta nei mari fino a 10.000m di profondita’ dovrei per lo meno misurare anche la temperatura della crosta terrestre fino a 10.000m e dire: questa e’ la temperatura media dei primi 10.000 di terra.
    ma non riusciamo a farlo, anche perche’ ancora non sappiamo cosa sia la temperatura…

    riproviamoci, in fondo a me cosa interessa sapere, come varia quello con cui sono in diretto contatto?

    bene, cominciamo allora a definire cosa e’ questo contatto, poi vediamo come posso misurarne le variazioni.

    c’e’ qualcuno che si sente di partire col definire cosa si intende cio’ che e’ a contatto con noi, quella che chiamiamo realta’?
    la scienza come l’abbiamo intesa fino ad oggi va in crisi a rispondere a questa domanda, eppure parte tutto da qui.

    pongo l’accento su “come l’abbiamo intesa”…

    indopama

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  4. Il tuo discorso ci porterebbe tanto lontano! Alla realtá e alla fantasia, ai sogni e a quello che desideriamo sia la veritá. Sono discorsi che implicherebbero una conoscenza filosofica che trascende gli scopi e le nostre capacitá.
    Cominceremmo a parlare della natura dell´uomo per finire forse alla scienza galileana.
    In effetti hai ragione perché ormai misuriamo piú le “variazioni” da un indice base… che nessuno sa perché é stato definito come modello base.
    P.S. per caso stai scrivendo dall´indonesia?

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  5. si, da Bali.
    parlo di queste cose perche’ mi diverto a misurarle e sono reali come il resto che abbiamo sempre pensato reale.
    una volta misuravo la fisica (a dire il vero un po’ anche ora) poi ho scoperto che e’ meglio misurare quello che costruisce la fisica anche perche’ con la scienza ufficiale mi sembra che siamo ormai al capolinea, rimescoliamo da anni sempre la stessa minestra.

    da’ tutte altre soddisfazioni, pur essendo consapevole di essere nemmeno in prima elementare… cmq e’ piu’ facile parlare di queste cose con uomini di scienza che con le altre persone.
    🙂

    indopama

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  6. finisco dicendo che non sto scrivendo “per caso” 🙂 dall’indonesia, siete voi che, stanchi della solita zuppa, avete richiamato un commento diverso.

    complimenti per il sito,
    indopama

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  7. Siamo agli antipodi… solo geograficamente perché ci separa l´oceano Pacifico e tutta l´America meridionale, ma é sempre bello incontrare persone come noi che pur lontani dall´Italia ci incontriamo in questo blog per parlare come uomini liberi.
    Sarebbe interessante se potessi mettere la tua conoscenza a disposizione di tutti gli utenti, con un articolo o piú articoli dove scrivere delle tue esperienze.
    Un saluto da Rio (in frenetica attesa do carnaval!) 🙂
    E intervieni sempre perché sembri una persona intelligente e preparata.

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  8. Sono d’accordo con te quando dici che c’è ancora tanto da imparare, anzi aggiungerei che più si impara più ci si rende conto di quanto in realtà siamo ignoranti.

    Invece quando tu dici (o almeno io la interpreto in questo modo) che il pensiero e le emozioni sono un qualcosa di sconosciuto, quasi “esterno” alla scienza, devo dissentire.

    E’ verissimo c’è è un mondo ancora poco esplorato, ma il cervello umano viene costantemente studiato, e i progressi fatti non sono da sottovalutare.

    Le reti neurali sono un sistema fantastico per elaborare certi tipi di informazioni, tanto che (te lo dico perchè sono un programmatore) gli stessi principi, rubandoli un pò anche alla natura, vengono usati nell’informatica per fare certe cose.

    Un esempio: il riconoscimento vocale avviene grazie a primitive reti neurali simulate al computer.

    Gli stessi sentimenti sono stati “visti”, anche se potrei confrontare quel “vedere” come un film muto in bianco e nero e pure abbastanza sfuocato XD

    Ma qualcosa si è fatto, e quel che conta è che la ricerca va avanti 🙂

    Alla scienza non sfugge molto ormai, e quello che ancora sfugge sta diminuendo giorno dopo giorno 🙂

    Diverso invece è “comprendere” quello che la scienza trova… per quello ci vuole più tempo… ma ci si arriva, prima o poi 🙂

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  9. Ciao indopama!
    Ho visto solo ora i tuoi commenti .
    Innanzitutto… Ci hai beccato molto vicino nel dare la risposta (cioe’ beccato vicino a quello che penso io…) e, in effetti, prima di fare una misura ci si dovrebbe chiedere… ma a cosa mi serve? . Quello che serviva la misura che intendevo io e’… ma la Terra si sta raffreddando o riscaldando… E di quanto?
    E chiaramente misurare l’aria, la superficie, l’acqua che si rimescola… non mi sembrava adatto…. Tra breve (spero) si pubblichera’ la seconda parte (…ci ho preso gusto?) dove esponevo il metodo che … avrebbero usato i nostri nonni 8) .
    Mi saprai dire (…)
    Per quanto riguarda le misure e le nostre percezioni… Hai mica sotto mano “la strada che porta alla realtà” di Penrose? (non l’ho letto tutto… soprattutto quando si arriva alla “realtà” diventa quasi da suicidio….) pero’ e’ molto bella la sua concezione dei rapporti tra “mondo fisico” “mondo matematico” e “mondo delle percezioni” … con un disegnino chiarisce tutto (e qui sta anche il genio…)

    http://4.bp.blogspot.com/_pVVkp6fHYrc/SHzFEbswETI/AAAAAAAAAL4/YDTXf6jhXw0/s1600-h/Penrose1.jpg

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  10. @Nitopi
    io ho avuto esperienze che mi portano a dire che la realta’ e’ fatta unicamente di pensieri generati da me, ho provato lo stato di assenza totale di pensieri in cui questa realta’ e’ scomparsa e mi e’ rimasta la percezione di esistere e la capacita’ di pensare.
    diciamo che il quel momento la realta’ e’ morta.
    la realta’ esiste nel momento in cui la pensi e sei tu che crei i pensieri o meglio il tuo cuore che e’ una piccola parte del tutto che chiamiamo Dio.
    Che e’ una piccola parte te ne accorgi solamente quando stabilisci un contatto, come avvenuto a me, col tutto, 24h al giorno.
    quindi la scienza com’e’ ora non e’ sbagliata, era solo quello che la vita (Dio) ha deciso di creare, dietro ogni cosa c’e’ un pensiero intelligente. ora la creazione in questo senso e’ quasi terminata, ci sara’ un reset e comincera’ una diversa creazione.
    piu’ entri in contatto con l’intelligenza del tutto e piu’ aumentano le capacita’ creative.
    cmq a parole, per chi non ha avuto l’esperienza, non e’ facile capire e puo’ apparire alquanto incredibile, e poi non e’ nemmeno utile ascoltare parole di altri, o la si vive o non la si vive.
    una cosa che pero’ tutti possono capire e’ che la realta’ che ognuno percepisce non puo’ essere percepita senza di lui, quindi l’osservatore e’ fondamentale e non potra’ mai sapere se senza di lui la realta’ esiste perche’ e’ sempre lui che la deve percepire (o creare).
    per questo non sono piu’ interessato alla scienza, oggi questa e’ al capolinea e lo sara’ finche’ la gente non cerchera’ di capire da dove vengono le leggi fisiche, chi le ha decise.

    indopama

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