Termodinamica

Misura della temperatura

Quali fra le seguenti grandezze relative ad un corpo dipendono dalla temperatura del corpo?
  1. Lunghezza
  2. Massa
  3. Volume
  4. Pressione
  5. Densità
  6. Resistenza elettrica
  7. 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°C

Scala internazionale delle temperature (ITS 90)

sostanzapunto fissotemperatura (K)
idrogenopunto triplo13,8033
idrogenoebollizione17
neonpunto triplo24,5561
mercuriopunto triplo234,3156
acquapunto triplo273,16
stagnofusione492,7485
argentofusione1234,93
orofusione1337,33
ramefusione1357,77

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

  1. 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.
  2. 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

T = 273,16 K p/p0


Copyleft Ludovica Battista

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