Temperatura

22 marzo 2018

MB

 

Prendiamo due recipienti: uno contiene acqua calda (gamuto) e l’altro acqua fredda (togamu). Se li “uniamo” otteniamo acqua tiepida (gamutotogamu) che è contemporaneamente acqua non calda e non fredda. Una terza acqua?

Finché li manteniamo separati (divisi) i recipienti resteranno uno caldo e l’altro freddo, almeno per un po’ di tempo. I due recipienti contengono sostanze diverse? no. E’ sempre acqua. Il ghiaccio è solido, l’acqua è liquida ma evapora e diventa vapore. Il ghiaccio ed il vapore sono diversi? si ma non nella sostanza, solo nella struttura. Ma sempre di acqua si tratta.

 

Cosa distingue l’acqua calda dall’acqua fredda? Ciò che noi chiamiamo caldo e freddo sono, in realtà, due diversi gradi della (unica) scala della temperatura.

La temperatura è una grandezza misurabile che si riporta in una unica scala. Ciò è vero per tutte le grandezze monodimensionali :lento/veloce, curvo/piano, bianco/nero, chiaro/scuro, pulito/sporco. Se ragioniamo in termini di temperatura i nostri recipienti di acqua  differiscono per un attributo, per una proprietà e  non per  o nella sostanza (*).

Stessa nella sostanza ma stati diversi (caldo, freddo).

 

Caldo e freddo causano sensazioni diverse, producono vapore o ghiaccio ma corrispondono a due valori della stessa scala.

 

Caldo e freddo sono concetti relativi determinati dell’esperienza sensibile: il ghiaccio è freddo rispetto all’acqua bollente ma è “caldo” rispetto all’azoto liquido che è, a sua volta, caldo rispetto all’elio liquido. Se l’acqua ha una temperatura superiore a quella della nostra pelle appare calda, contrariamente appare fredda. Ciò che a me appare caldo ad altri può apparire freddo e viceversa.

C’è qualche cosa di assolutamente freddo (che appare freddo a chiunque e che più freddo non si può): si, qualsiasi oggetto portato allo zero assoluto (-283.27 C° = 0° K). Lo zero assoluto non rappresenta l’assenza di calore: quando un materiale viene portato allo zero assoluto tutti gli atomi che lo compongono si trovano allo stato fondamentale ed i reticoli (le strutture) non vibrano. La temperatura, quindi, è legata all’energia degli atomi ed al movimento dei reticoli.

 

La Temperatura misura l’energia cinetica media delle particelle che compongono la materia. L’energia cinetica media misura indirettamente la velocità media di vibrazione delle particelle. La velocità non è né calda né fredda. Al massimo è veloce o lenta. Quindi caldo è “veloce” e freddo è”lento”. La temperatura determina anche il colore dei corpi solidi: caldo è bianco, freddo è nero (radiazione di corpo nero e legge dello spostamento di Wien). Per concludere caldo è veloce e bianco, freddo è lento e nero. Il ferro, a 1000 C°, è caldo e bianco (vds calor bianco). La corrispondenza tra colore e temperatura consente di calcolare la temperatura delle stelle.

 

Tra la scala delle temperature e la scala delle velocità sussiste una corrispondenza biunivoca. Velocità e temperatura sono quindi diverse? no, aspetti diversi dello stesso stato di un corpo. Temperatura e velocità sono legate da una relazione di causa ed effetto: la velocità è la causa e la temperatura è l’effetto.