Misura della temperatura
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- Lunghezza
- Massa
- Volume
- Pressione
- Densità
- Resistenza elettrica
- Carica elettrica
Si dice grandezza termometrica una grandezza G che varia in funzione della temperatura T. In termini matematici si può scrivere: G = f (T) dove f è una funzione continua e monotona
La lunghezza, il volume, la pressione, la densità, la resistenza elettrica sono grandezze termometriche, la massa e la carica non lo sono.
Il termometro è uno strumento che permette di misurare la temperatura mediante la variazione di una grandezza termometrica. Nell'usuale termometro per la febbre, la grandezza termometrica è il volume di una certa quantità di mercurio.
Se un corpo di cui non si conosce la temperatura è messo a contatto con un termometro, si raggiunge, dopo un certo tempo, l'equilibrio termico e la stabilizzazione della grandezza termometrica.
Il termometro ha una piccolissima capacità termica, cioè varia molto facilmente la sua temperatura e quindi praticamente la temperatura d'equilibrio è quella incognita del corpo.
Il termometro deve naturalmente essere tarato con una scala opportuna. La temperatura di riferimento è la temperatura del punto triplo dell'acqua.
Il punto triplo dell'acqua è determinato dai valori univoci di temperatura e pressione a cui coesistono le fasi solida, liquida e aeriforme dell'acqua. La temperatura del punto triplo dell'acqua è per definizione: T(punto triplo dell'acqua) = 273,16 K = 0,01 ºC
Scala internazionale delle temperature (ITS 90)
| sostanza | punto fisso | temperatura (K) |
| idrogeno | punto triplo | 13,8033 |
| idrogeno | ebollizione | 17 |
| neon | punto triplo | 24,5561 |
| mercurio | punto triplo | 234,3156 |
| acqua | punto triplo | 273,16 |
| stagno | fusione | 492,7485 |
| argento | fusione | 1234,93 |
| oro | fusione | 1337,33 |
| rame | fusione | 1357,77 |
Il termometro a volume costante
La scala della temperatura dipende dalla grandezza e dalla sostanza termometrica usata. Per accordo universale si fa riferimento al termometro a gas a volume costante in cui la sostanza termometrica è un gas perfetto la cui pressione è direttamente proporzionale alla temperatura
- Si immerge il bulbo del termometro nell'acqua nello stato di punto triplo: all'equilibrio termico il gas contenuto nel termometro assume la temperatura T0 = 273,16 K ed una pressione corrispondente p0 che può essere facilmente misurata mediante un manometro.
- Si mette il termometro a contatto del corpo con temperatura T incognita: il gas in esso contenuto assumerà quindi la temperatura T e la corrispondente pressione p misurabile con il manometro.
In un gas perfetto, se il volume è mantenuto costante, pressione p e temperatura T sono direttamente proporzionali, quindi: T : 273,16 K = p: p0
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