Cosa sono le scale termometriche?

il scale termometriche sono quelli che vengono utilizzati per indicare la temperatura in base a determinati punti di riferimento. La temperatura viene misurata con l'aiuto di strumenti basati sull'una o l'altra proprietà della sostanza che varia con la temperatura. Questi strumenti sono calibrati secondo la scala della temperatura generalmente accettata.

Nel progettare una particolare scala di temperatura, tuttavia, sorgono difficoltà a causa del fatto che le proprietà di ogni sostanza cambiano nello stesso intervallo di temperatura in un modo diverso.

Il design di molti termometri, ad esempio, si basa sul fenomeno dell'espansione del liquido con un aumento della temperatura. Quelli di questo tipo includono termometri liquidi (mercurio o alcool), in cui la lunghezza della colonna liquida aumenta con un aumento della temperatura.

Il coefficiente di espansione termica dello stesso liquido varia a diverse temperature, il che rende difficile stabilire una scala di temperatura.

Punto di flesso delle scale termometriche: Celsius

Nel 1742, l'astronomo svedese Anders Celsius suggerì di assegnare la temperatura da 0 ° C al punto di fusione del ghiaccio e da 100 ° C al punto di ebollizione dell'acqua, dividendo così la distanza tra i due punti in cento intervalli uguali.

Tuttavia, se la colonna di mercurio, che riempie la distanza tra il punto di fusione del ghiaccio e il punto di ebollizione dell'acqua, è divisa in 100 intervalli uguali e tenendo conto della dipendenza del coefficiente di espansione del mercurio sul temperatura, capita che lo stesso aumento della lunghezza della colonna di mercurio corrisponda a diversi aumenti di temperatura.

In breve, il valore di una divisione di una scala di temperatura uniforme basata su diversi liquidi termometrici sarà diverso.

Se, per esempio, un termometro è pieno d'acqua, quando quel termometro viene riscaldato dal punto di fusione del ghiaccio si osserva uno strano fenomeno: invece di salire con un aumento di temperatura, la colonna d'acqua scende sotto il livello 0 , corrispondente al punto di fusione del ghiaccio.

Il motivo è che a pressione atmosferica la densità dell'acqua è superiore a una temperatura di 3,98 ° C. Pertanto, quando riscaldato da 0 a 3,98 ° C, il volume di acqua che riempie il termometro diminuisce.

In passato sono state stabilite scale di temperatura basate su diverse sostanze termometriche, ma in seguito si è scoperto che il gas era una delle sostanze termometriche più adatte.

Storia del termometro

L'idea di misurare la temperatura è abbastanza nuova. C'erano diversi inventori che lavoravano intorno ai termometri attorno al 1593, ma il più noto fu Galileo Galilei, l'inventore italiano che migliorò anche il telescopio.

Un termometro può mostrare differenze di temperatura, permettendo agli osservatori di sapere se qualcosa sta diventando più caldo o più freddo. Tuttavia, il termometro non ha potuto fornire una temperatura esatta in gradi.

Nel 1612, l'inventore italiano Santorio Santorio aggiunse una scala numerica nel suo termoscopio, che usava per misurare la temperatura umana.

Ferdinando II, il Granduca di Toscana, inventò nel 1654 il primo termometro chiuso, usando l'alcol come liquido. Ma mancava ancora di una scala standardizzata, e inoltre non era molto preciso.

Allo stesso tempo, il fisico tedesco Daniel Gabriel Fahrenheit ha incontrato Olaus Roemer, un astronomo danese, che ha sviluppato un termometro a base alcolica con vino. Segnò due punti sul suo termometro: 60 per marcare la temperatura dell'acqua bollente e 7,5 come punto in cui il ghiaccio si scioglieva.

Nel 1714, Fahrenheit perfezionò l'invenzione di Roemer e sviluppò il primo termometro moderno: il termometro a mercurio con misurazioni più raffinate. Il mercurio si espande o si contrae quando la temperatura sale o scende.

Fahrenheit aveva inventato un termometro per l'alcol nel 1709, prima di conoscere la sua controparte di mercurio, che si rivelò più accurata.

Diverse scale termometriche

Nel corso dei secoli, sono state ideate innumerevoli scale termometriche per la misurazione quantitativa delle temperature. Molte di queste scale sono state abbandonate molto tempo fa. I più diffusi sono descritti di seguito.

Scala termometro Celsius (centigrado)

Chiamato così dallo scienziato svedese Anders Celsius (1701-1744), questa scala è diventata uno standard internazionale. La scala è "centesimale", il che significa che è diviso in 100 parti uguali, ognuna delle quali è chiamata "Grado Celsius" o "Grado Celsius", e il cui simbolo è ºC. Il valore 0 viene convenzionalmente assegnato alla temperatura di fusione del ghiaccio e il valore 100 alla temperatura dell'acqua bollente.

Scala termometrica Fahrenheit

Questa scala deve il suo nome allo scienziato Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Ora è usato principalmente negli Stati Uniti e nel Regno Unito (anche se non ufficialmente). La scala è divisa in 180 parti uguali, ciascuna denominata Grado Fahrenheit, il cui simbolo è ºF.Il valore 32 è assegnato alla temperatura del ghiaccio e il valore 212 alla temperatura dell'acqua bollente, sia alla pressione atmosferica del livello del mare.

Termometro Réaumur

Questa scala fu inventata dallo scienziato francese René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). È diviso in 80 parti uguali, ciascuna denominata grado Réaumur, il cui simbolo è º R. Il valore 0 è assegnato alla temperatura di fusione del ghiaccio e il valore 80 alla temperatura dell'acqua bollente, sia alla pressione atmosferica del mare.

Scala termometrica assoluta (Kelvin)

Sviluppato dallo scienziato britannico Lord Kelvin (1824-1907), un pioniere della termodinamica, questa scala utilizza gradi Kelvin. Il grado zero Kelvin, noto anche come "zero assoluto", rappresenta la temperatura più bassa possibile secondo la teoria termodinamica. È pari a -273,16 gradi centigradi.

Le unità sulla scala Kelvin hanno le stesse dimensioni di quelle della scala Celsius, tranne per il fatto che la scala Kelvin imposta la temperatura più bassa su 0.

riferimenti

1. Kim Ann Zimmermann. Temperatura: fatti, storia e definizione. (Settembre 2013). livescience.com.
2. Misurazione della temperatura: Introduzione alla misurazione della temperatura (s.f.) omega.com.
3. Scala della temperatura assoluta (agosto 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Temperatura e sua misurazione. (N.d.). nextgurukul.in.