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La temperatura e il calore

Mappa concettuale

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La temperatura e il calore sono concetti fondamentali in fisica, che descrivono l'agitazione termica delle particelle e il trasferimento di energia. La dilatazione termica dei solidi e dei liquidi è un fenomeno che mostra come cambiano le dimensioni dei corpi con la variazione di temperatura. Il calore si propaga attraverso conduzione, convezione e irraggiamento, essenziali per comprendere molti fenomeni naturali e processi tecnologici.

Misurazione della Temperatura e Scale Termometriche

La temperatura è una grandezza fisica che esprime il livello di agitazione termica delle particelle di un sistema e si manifesta come calore o freddo percepibile. La misurazione della temperatura avviene tramite strumenti chiamati termometri, che possono essere calibrati secondo diverse scale termometriche. La scala Celsius è ampiamente utilizzata in ambito quotidiano e definisce il punto di congelamento dell'acqua a 0 °C e il punto di ebollizione a 100 °C a livello del mare e a pressione atmosferica standard. La scala Kelvin, invece, è la scala termometrica adottata nel Sistema Internazionale di unità di misura (SI) e parte dallo zero assoluto, che è la temperatura teorica più bassa possibile, corrispondente a -273,15 °C o 0 K. La conversione tra Celsius e Kelvin è data dalla relazione T(K) = t(°C) + 273,15. È importante notare che un incremento di un grado Celsius corrisponde esattamente a un incremento di un kelvin, rendendo le due scale direttamente proporzionali.
Termometro a mercurio con scala graduata e mercurio a metà, tazza fumante e cubetti di ghiaccio che si sciolgono sullo sfondo.

Dilatazione Termica dei Solidi e dei Liquidi

La dilatazione termica è il fenomeno per cui la dimensione di un corpo cambia in risposta a una variazione di temperatura. Nei solidi, si verifica principalmente una dilatazione lineare, descritta dalla legge: L = L0(1 + αLΔT), dove L è la lunghezza dopo la dilatazione, L0 la lunghezza originale, αL il coefficiente di dilatazione lineare e ΔT la variazione di temperatura. Per i liquidi e i solidi, si considera anche la dilatazione volumica, espressa dalla formula: ΔV = βV0ΔT, dove ΔV è la variazione di volume, V0 il volume iniziale, β il coefficiente di dilatazione volumica e ΔT la variazione di temperatura. Il coefficiente di dilatazione volumica è generalmente tre volte il coefficiente di dilatazione lineare per i solidi isotropi, in accordo con la relazione β ≈ 3αL, riflettendo il fatto che la dilatazione avviene in tutte e tre le dimensioni spaziali.

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00

La ______ è una misura del livello di agitazione termica delle particelle e si percepisce come calore o freddo.

temperatura

01

Il punto in cui l'acqua congela è definito a 0 °C sulla scala ______, mentre il punto di ebollizione è a 100 °C.

Celsius

02

La scala ______ inizia dallo zero assoluto, che equivale a -273,15 °C o 0 K, ed è usata nel Sistema Internazionale.

Kelvin

Q&A

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