TARATURA A CASCATA
DEFINIZIONE
DI TEMPERATURA SECONDO IL S.I.
La definizione di temperatura "classica" prevede come punti termometrici il ghiaccio fondente e l'acqua bollente. Il problema di questa scelta è che la temperatura di fusione del ghiaccio e soprattutto quella di ebollizione dell'acqua dipende anche dalla pressione esterna: perciò piccole fluttuazioni di pressione comportano delle variazioni della temperatura a cui il termoscopio è tarato e la taratura perde di precisione.
Per rimediare a questo, nel 1954 alla X Conferenza Generale dei pesi e delle Misure (l'organo scientifico che deve assicurare il perfezionamento del Sistema Internazionale) è stato deciso di usare due nuovi punti termometrici: lo zero assoluto e il punto triplo dell'acqua (lo stato termodinamico dove acqua, ghiaccio e vapore convivono in equilibrio): quest'ultimo punto termometrico è di 0,01 K più caldo del ghiacco fondente e perciò risulta avere una temperatura di 273,16 K (0,01 °C).
Non vi è alcun problema nel costruire in
laboratorio il punto triplo dell'acqua
(a parte la necessità di una pompa a vuoto, in quanto il punto
triplo si produce se la pressione sull'acqua è 0,0064 atmosfere);
la difficoltà sorge quando si vuole determinare lo zero assoluto...
poiché esso non è ottenibile in alcun laboratorio! Il
problema è risolto per estrapolazione: dal grafico Volume-Temperatura
(in kelvin) di un gas è possibile tracciare lo zero assoluto
e definire il grado kelvin come:
l'intervallo di temperatura che determina un'espansione
di volume del gas pari a 1/273,16 del volume che il gas possiede al
punto triplo (in realtà la definizione prevede che
si usi la pressione invece che il volume ma il concetto teorico è
lo stesso).
La definizione sopra comporta però che l'unico tipo di termometro tarabile è quello a gas... ed i termometri a mercurio? E tutti gli altri?
SCALE PRATICHE DELLE TEMPERATURE
Secondo la definizione, per la misura di temperatura è necessario usare termometri a gas, che sono dispendiosi e molto poco pratici. Per rendere la misura di temperatura praticabile con termometri differenti da quelli a gas, spesso più pratici e meno costosi, sono state fissate le cosiddette «scale pratiche delle temperature» le quali uguagliano quelle ottenute con i termometri a gas con estrema approssimazione.
La scala pratica attualmente in vigore è la «Scala internazionale delle temperature 1990» (ITS-90). Nella sua definizione è determinata un'intera serie di punti fissi termometrici assolutamente stabili, le cui temperature sono state determinate in origine tramite termometri a gas e quindi fissate conformemente alle definizioni. Fra questi punti fissi termometrici e a partire dai medesimi, sono interpolate o estrapolate le temperature ed il tipo di termometro consigliato.
Nella gamma di temperature tra -38,8344°C e 29,7646°C, ad esempio, la scala ITS-90 prescrive il punto triplo del mercurio e dell'acqua nonché il punto di fusione del gallio quali punti fissi termometrici e il termometro a resistenza di platino come strumento d'interpolazione. Con l'ausilio di questi termometri secondari possono essere tarati con grande precisione strumenti per misurare le temperature.
(Testo ripreso ed adattato dal sito del Liceo di Locarno www.liceolocarno.ch)
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Se vuoi approfondire la conoscenza sulla misura della temperatura, clicca su questi link: |
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L'analisi della temperatura: la termografia |
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La temperatura: effetti basilari | |||
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Le diverse scale della temperatura | |||
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Capacità termica e meteorologia | |||
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