martedì 22 febbraio 2011

Calore o Temperatura?

Anche se queste due proprietà fisiche sono tra loro correlate, il significato fisico di calore è molto diverso da quello di temperatura.

Per quanto riguarda il calore si può osservare che "in particolare, il calore fluisce a causa di una differenza di temperatura tra il sistema oggetto di studio e l'ambiente con esso interagente, quindi il calore si manifesta solo nel momento in cui transita tra sistema ed ambiente a causa di una differenza di temperatura e non è in alcun modo riconoscibile all'interno del sistema o dell'ambiente come proprietà intrinseca degli stessi" (vedi Wikipedia).
Nota: la relazione tra la variazione di temperatura ∆T di un sistema termodinamico e il calore Q scambiato con l'ambiente è ∆T=Q/C dove C è la capacità termica del sistema in esame. 

Mentre in relazione alla temperatura possiamo affermare che "[...] il valore assoluto della temperatura non è misurabile direttamente, perché rappresenta solo un livello (grado) su una scala. È però possibile scegliere delle temperature di riferimento o punti fissi, basandoci su fenomeni che avvengono a temperatura costante, come la fusione o l'ebollizione dell'acqua, ed esprimere la temperatura di un sistema particolare, dicendo che è compresa fra due delle temperature scelte come riferimento" (vedi Wikipedia).
Nota: ad esempio nella scala Celsius si fissa a 0 °C il punto di fusione del ghiaccio e a 100 °C quello di ebollizione dell'acqua sul livello del mare.

Un modo per chiarire la differenza tra calore e temperatura è anche quello di analizzare, rispettivamente, le unità di misura di queste due grandezze:
a) "Il calore è energia in transito; in presenza di un gradiente di temperatura, il calore fluisce sempre dai punti a temperatura maggiore a quelli a temperatura minore, finché non viene raggiunto l'equilibrio termico*. In quanto energia, il calore si misura nel sistema Internazionale in joule" (vedi Wikipedia);
b) "L'unità base della temperatura nel Sistema Internazionale è il kelvin (simbolo: K). Un kelvin viene formalmente definito come la frazione 1/273,16 della temperatura del punto triplo dell'acqua (il punto in cui acqua, ghiaccio e vapore coesistono in equilibrio)" (vedi Wikipedia).
Nota: nel post "Temperatura e Probabilità" approfondiremo meglio il concetto fisico di temperatura.

Si consideri infine che "in senso stretto, la temperatura non costituisce una vera e propria grandezza fisica; per esempio non ha senso dire che un corpo ha una temperatura doppia di quella di un altro".
Nota: si veda a proposito di grandezze fisiche il post "Ma cosa significa Misurare?".

(*) Secondo l'interpretazione atomica è statisticamente più probabile che in una sostanza un atomo che si muove più veloce (a più alta energia) ceda parte della sua energia ad uno più lento (a bassa energia) che non viceversa.

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