La temperatura nel linguaggio quotidiano è associata al concetto di caldo e freddo. In realtà si tratta di un passaggio di calore tra un corpo e l’altro.

tipi_termometri

 

I numeri relativi

Sono preceduti da un segno positivo oppure negativo. Lo zero non ha segno.

Coi numeri senza segno non è possibile fare 5 – 8, in generale il minuendo deve essere più grande del sottraendo.

Nella vita reale abbiamo a che fare coi numeri relativi: la temperatura può essere minore di zero, va sottozero, diventa negativa; in un bilancio economico le entrate ( l’avere) sono positive e le uscite (il dare ) sono negative; se prendiamo un’ascensore il piano terra è zero, possiamo spingere il pulsante 3 per salire al terzo piano oppure il pulsante – 1 per scendere al piano seminterrato; considerato come zero il livello del mare, le altitudini sono positive e le profondità sono negative.

Esempi

Se la temperatura da + 2 °C aumenta di 3°C avremo il risultato +2 + 3 = 5 cioè essa passa a 5 °C.
Se da – 4  °C diminuisce ancora di 2 °C avremo il risultato -4 -2 = -6 cioè essa passa a -6 °C.
Se da + 4  °C diminuisce di 7 °C avremo il risultato +4 -7 = -3 cioè essa passa a -3 °C.
Se da – 2 °C aumenta di 5°C avremo il risultato -2 + 5 = 3 cioè essa passa a 3 °C.

Se ho risparmiato 30€ e per un lavoro mi danno 50 € in tasca avrò +50 + 30=80 €.
Se ho un debito di 20 € quindi sto sotto di 20 (-20) e mi faccio prestare altri 100 €, cioè vado ancora sotto di 100 ( -100); il mio debito totale sarà -20 -100 = -120 €.
Se incasso 1200 € di stipendio ma pago un debito di 150 € ( cioè sto sotto, quindi  -150) avrò + 1200 – 150 = +1050 €.
Se devo a un amico 500€ ( sto a -500) e restituisco i 200 € che mi regala mia madre; la mia situazione di bilancio sarà -500 + 200 = -300, cioè ho ancora un debito di 300 €, sto sotto di 300

La Temperatura

É  una grandezza che misura la capacità di un corpo di trasferire calore ( il calore è una energia, può fare un lavoro, esempio la locomotiva dei vecchi treni a vapore ) a un’altro corpo.

Il punto zero O, da cui origine la scala della temperatura è arbitrario ( libera scelta, libero arbitrio ): gli scienziati hanno misurato, con un termometro a mercurio ( il mercurio, o una sostanza qualsiasi, quando riceve calore si dilata, cioè aumenta di volume) dove era possibile fare un segno  ( il mercurio è contenuto in un tubetto di vetro sul quale si può lasciare un segno  ),  il punto di congelamento dell’acqua ( quando da liquida diventa ghiaccio )  e hanno scelto di dare il valore zero; poi hanno misurato il punto di ebollizione dell’acqua (quando essa bolle e diventa vapore ) e hanno scelto di dare il valore cento. Hanno poi stabilito l’unità di misura:  il segmento tracciato sul tubetto tra zero e 100 venne suddiviso in 100 parti uguali e ogni parte venne chiamata grado Celsius o Centigrado  °C.

 

Lo strumento di misura.

Il termometro è costituito da un tubo capillare ( sottile come un capello ) di vetro, che ha una estremità di diametro più largo , detta “bulbo”, in cui è contenuto mercurio o alcool: il metallo o il liquido, dilatandosi ( dilatazione, aumentare di volume ) o contraendosi ( contrazione, diminuire di volume ) per effetto del calore, si innalzano o si abbassano nel tubo capillare, affiancato da una scala di riferimento graduata.
I termometri a mercurio sono di uso generale e sono adottati nella misurazione delle temperature più elevate, mentre nelle stazioni meteorologiche di montagna ove le temperature sono per la gran parte del tempo inferiori agli 0°C sono impiegati i termometri ad alcool.

la temperatura

 

 

La temperatura dell’aria
  • La temperatura dipende dall’irraggiamento solare
  • Ma anche da altri fattori locali che modificano questa situazione
  • La temperatura è importante per i valori massimi e minimi che può raggiungere nelle varie stagioni
  • Occorre però tener presente l’escursione giornaliera ed annua

Dipende dal posto dove ci troviamo e dal  momento in cui la misuriamo.
I principali fattori che la influenzano sulla terra sono i seguenti:

  • la latitudine: andando dall’equatore al polo nord essa diminuisce;
  • l’altitudine: mano a mano che si sale in quota, la temperatura diminuisce;
  • la vicinanza al mare: nella stagione calda il mare assorbe più calore di quanto ne emette, e viceversa, nella stagione fredda emette più calore di quanto ne riceve;
  • i venti e le correnti marine possono portare aria calda o aria fredda se vengono da sud o da nord;
  • le catene montuose possono ostacolare la libera circolazione dell’aria;
  • la vegetazione: le foreste sono regolano la temperatura, è più fresco stando sotto un albero;
  • l’ora: di notte è più freddo.
Clima in Antartide, a Mosca ,a Roma  e in Mali  

Di seguito una animazione video curata dalla NASA, che mostra l’incremento delle temperature registrate sulle superficie terrestre tra il 1880 ed il 2012…

Gli scienziati hanno raccolto importanti prove che legano in modo evidente l’aumento delle temperature sulla superficie terrestre all’aumento di CO2 nell’atmosfera a causa dell’attività umana!

 

Misura della temperatura in meteorologia.

Termometri a dilatazione. Possono essere a liquido, a gas, a solido. Il termometro a liquido sfrutta in genere la dilatazione di mercurio o alcool, contenuti in un bulbo di vetro che si prolunga in un tubo capillare graduato. Termometri speciali sono quelli a massima, in cui il tubo capillare è strozzato in vicinanza del bulbo, in modo che il liquido possa salire nel cannello, ma non ridiscendere anche se la temperatura si abbassa (termometri clinici), e i termometri a minima, muniti di un’asticella che si muove con la colonna liquida (in genere alcool) e viene trascinata verso i valori bassi della graduazione quando il liquido si contrae, ma non partecipa al moto di dilatazione del liquido, in modo che si ferma sul valore minimo anche se la temperatura risale; la combinazione dei due termometri viene usata in meteorologia.

La Temperatura  è in relazione con lo stato fisico della materia, che è composta da atomi ( particelle piccolissime che non si possono separare ) o di molecole ( unione di più atomi , l’acqua H2O, è formata da molecole, composte da 2 atomi di idrogeno, H, ed uno di ossigeno, O ) di cui è fatto un corpo. A livello microscopico ( vedere il piccolo di qualcosa, contrario di macroscopico, vedere il grande ) la temperatura è la misura dell’energia cinetica (energia di movimento che varia con la massa di un corpo e con il quadrato della velocità del corpo ) media delle particelle che compongono il corpo (atomi o molecole) e che sono in continuo movimento. Se riscaldiamo un corpo, aumentiamo l’energia cinetica delle sue particelle; viceversa, se lo raffreddiamo, la diminuiamo.


molecole

La temperatura. Scale di unità di misura

Il punto zero O, da cui origine la scala della temperatura è arbitrario ( libera scelta, libero arbitrio ): gli scienziati hanno misurato, con un termometro a mercurio ( il mercurio, o una sostanza qualsiasi, quando riceve calore si dilata, cioè aumenta di volume) dove era possibile fare un segno ( il mercurio è contenuto in un tubetto di vetro sul quale si può lasciare un segno ), il punto di congelamento dell’acqua ( quando da liquida diventa ghiaccio ) e hanno scelto di dare il valore zero; poi hanno misurato il punto di ebollizione dell’acqua ( quando essa bolle e diventa vapore ) e hanno scelto di dare il valore cento. Hanno poi stabilito l’unità di misura: il segmento tracciato sul tubetto tra zero e 100 venne suddiviso in 100 parti uguali e ogni parte venne chiamata grado Celsius o Centigrado °C.

Fissando un altro punto zero si hanno altre scale di misura della temperatura: la scala assoluta o Kelvin °K fissa come origine la temperatura in cui non esiste più vita, lo zero assoluto, corrispondente a – 273 °C ; la scala Fahrenheit °F , usata negli USA, fissa lo zero alla temperatura più bassa sperimentata da Fahrenheit nel suo laboratorio. Al punto di congelamento dell’acqua corrisponde il valore di 32 °F, mentre al punto di ebollizione 212 °F, se si suddivide questo intervallo in 180 parti ognuna di queste è un grado Fahrenheit .

Quando fa caldo la temperatura è positiva, a Roma in estate può arrivare a 35°C, quando fa freddo è negativa, a Roma in inverno può arrivare a – 4°C.

Diversi tipi di termometri.

Ho 38 di febbre.

I termometri ( dal greco: termo caldo, metro misura, termosifone, il termos per conservare calde le bevande ) sono costruiti per misurare un intervallo di valori compreso tra una temperatura minima ed una massima.

Il funzionamento si basa su due proprietà: 1) il calore passa dal corpo più caldo a quello più freddo fino a che raggiungono la stessa temperatura ( si chiama equilibrio termico ) 2) se la temperature di un materiale aumenta esso si dilata, cioè aumenta di volume.

I termometri per misurare l’aria che ci circonda ( l’atmosfera, la temperatura ambiente ) usano come liquido l’alcool. La temperatura  di un forno si misura con una molla che quando si scalda fa muovere un ago indicatore su una scala graduata.

Vediamo che succede quando misuriamo la temperatura corporea ( del corpo ).
1) all’inizio il termometro si trova a temperatura ambiente.

2) il nostro corpo, che ha una temperatura maggiore dell’ambiente, messo a contatto col termometro gli cede calore.

3) il mercurio che è contenuto in un tubicino di vetro si dilata e s’alza nel tubo fino a che, dopo circa cinque minuti, non si raggiunge l’equilibrio termico e quindi il termometro ha la stessa temperatura del nostro corpo.

4) scuotiamo il termometro con forza ( usiamo energia meccanica ), il mercurio si abbassa nel tubicino e il termometro è pronto per un’altra misurazione.