Come capire la differenza tra calore e temperatura

Chiunque abbia intrapreso un indirizzo scientifico, potrà trovarsi nel proprio corso di studio a dover chiarire la differenza tra calore e temperatura. I due termini, il più delle volte considerati erroneamente sinonimi, si riferiscono a due nozioni chiave che non vanno assolutamente confuse. Pur essendo due entità strettamente connesse l'una a l'altra, calore e temperatura rappresentano due grandezze fisiche diverse, impiegate nelle discussioni relative alla struttura della materia e a tutti i fenomeni termici. La distinzione fondamentale da fare è la seguente: la temperatura è una proprietà di un corpo, il calore è energia in trasferimento. In questa guida verranno fornite semplici spiegazioni e utili indicazioni su come capire in maniera chiara la differenza tra calore e temperatura.

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Il concetto di calore e temperatura sono studiati insieme nella scienza, che è in qualche modo correlata, ma non allo stesso modo. I termini sono molto comuni, a causa del loro ampio utilizzo nella nostra vita quotidiana. Esiste una linea sottile che delimita il calore dalla temperatura, nel senso che si pensa al calore come una forma di energia, ma la temperatura è una misura di energia. La differenza fondamentale tra calore e temperatura è lieve ma significativa, il calore è l'energia complessiva del movimento molecolare, mentre la temperatura è l'energia media del moto molecolare. La temperatura definisce lo stato di agitazione termica di un corpo. Com'è facile intuire, per agitazione termica si intende il moto, detto appunto agitazione, dei moltissimi atomi che compongono ciascun corpo. Questi movimenti sono di tipo rotatorio, traslatorio e vibratorio e la loro somma genera un'energia chiamata termica. La temperatura quantifica tale energia che viene rilevata ricorrendo auno specifico strumento definito termometro, la cui unità di misura scientifica è il grado Kelvin. In sintesi, la temperatura è una proprietà della materia misurabile attraverso il termometro, allo stesso modo della lunghezza che è una proprietà che si misura con il metro.

Il calore di un oggetto è l'energia aggregata di tutti i movimenti molecolari all'interno dell'oggetto. Una forma di energia che viene trasmessa da un oggetto o sorgente a un altro a causa delle differenze nella loro temperatura. Passa da un oggetto più caldo a quello più freddo. La sua misurazione può essere eseguita in unità di energia, ad esempio calorie o joule. Per comprendere cosa si intende precisamente con il termine calore, potrebbe essere utile un pratico esempio. Quando si pongono le mani fredde sotto un getto d'acqua corrente calda, la piacevole sensazione di calore che viene avvertita è causata dall'energia termica contenuta nelle molecole di acqua a temperatura superiore che entrano in contatto con la superficie a temperatura inferiore della mani. La differenza di temperatura, quindi, viene colmata mediante un transito di energia, che procede sempre da un corpo più caldo ad uno più freddo. L'energia trasferita prende il nome di calore e l'unità di misura relativa che viene adottata è il joule.

Lo scambio di energia avrà luogo fino a quando i due corpi venuti a contatto avranno raggiunto la stessa temperatura. In altre parole, la cessione di energia e l'intensificazione del moto molecolare della massa più fredda proseguirà finché non ci sarà un equilibrio di energia termica tra le materie coinvolte nella propagazione. Concludendo, occorre avere ben chiaro che con il termine calore ci si riferisce all'energia in transito, mentre la temperatura è una grandezza fisica che definisce il grado di agitazione termica delle particelle che costituiscono ogni sostanza e che sono in un incessante movimento. Sia il calore che la temperatura sono i concetti di termodinamica; che lavora insieme per far fluire l'energia dal corpo più caldo al corpo più fresco. Mentre il calore dipende dal numero di particelle in un oggetto, la temperatura non dipende da un numero di particelle in un oggetto perché è una misura media.

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