In scienze impariamo a distinguere due parole che nella vita di tutti i giorni usiamo spesso come se fossero sinonimi: temperatura e calore. Capire la loro differenza ci permette di osservare meglio il mondo che ci circonda.
Quando tocchiamo una tazza di latte caldo o una bottiglia appena uscita dal frigorifero, la nostra pelle ci dà subito una sensazione. Tuttavia, le sensazioni non bastano per fare scienza, perché possono ingannarci. Per questo motivo gli scienziati hanno scelto due parole precise, temperatura e calore, che indicano due cose diverse anche se collegate fra loro. Imparare a usarle correttamente ci aiuterà a capire fenomeni come il ghiaccio che si scioglie, l'acqua che bolle e il termosifone che riscalda la stanza.
La temperatura: quanto è caldo o freddo un corpo
La temperatura è una grandezza che ci dice quanto è caldo oppure freddo un corpo o una sostanza, e si misura con uno strumento chiamato termometro. In Italia, e in quasi tutto il mondo, la temperatura si esprime in gradi Celsius, che si scrivono con il simbolo °C, dal nome dello scienziato svedese Anders Celsius. Sulla scala Celsius l'acqua diventa ghiaccio a 0 °C e bolle a 100 °C, mentre la nostra temperatura corporea sana è di circa 36,5 °C. La temperatura non dipende dalla quantità di sostanza: un bicchiere e una pentola pieni della stessa acqua calda hanno la stessa temperatura, anche se contengono quantità molto diverse. Misurare con il termometro è importante perché le mani possono ingannarci: se tocchiamo prima il ghiaccio e poi l'acqua fredda del rubinetto, quest'ultima ci sembrerà tiepida, anche se è davvero fredda. Per questo gli scienziati si fidano dello strumento e non solo delle sensazioni della pelle.
Il calore: l'energia che passa da un corpo all'altro
Il calore, invece, è una forma di energia che si trasferisce sempre da un corpo più caldo a un corpo più freddo, fino a quando i due raggiungono la stessa temperatura. Quando immergiamo un cucchiaino di metallo in una tazza di tè bollente, il calore passa dal tè al cucchiaino, e dopo poco tempo anche l'impugnatura diventa tiepida. Il calore, a differenza della temperatura, dipende anche dalla quantità di materia coinvolta: una piccola pentola e una grande pentola d'acqua possono avere la stessa temperatura, ma quella grande contiene molta più energia termica, e ci mette più tempo a raffreddarsi. Il calore può viaggiare in tre modi diversi: per conduzione, quando due oggetti si toccano, come la padella sul fornello; per convezione, attraverso i liquidi e i gas in movimento, come l'aria calda del termosifone che sale verso il soffitto; per irraggiamento, attraverso lo spazio vuoto, come i raggi del Sole che ci scaldano la faccia. Esistono materiali buoni conduttori, come i metalli, e materiali isolanti, come la lana, il legno o il polistirolo, che rallentano il passaggio del calore e ci permettono per esempio di tenere caldo il tè nel thermos.
Ricorda
- La temperatura misura quanto un corpo è caldo o freddo e si rileva con il termometro in gradi Celsius (°C).
- Il calore è energia che si sposta sempre da un corpo più caldo a uno più freddo, finché non hanno la stessa temperatura.
- La temperatura non dipende dalla quantità di materia, mentre il calore sì: più materia, più energia in gioco.
- Piccolo esercizio sul quaderno: disegna due pentole sul fuoco, una piccola e una grande, entrambe con acqua a 80 °C. Sotto al disegno rispondi con una frase: hanno la stessa temperatura? Contengono la stessa quantità di calore? Spiega perché.