Lo zero assoluto e la scala Kelvin della temperatura
La temperatura è la misura del calore o del freddo di un oggetto. È una proprietà che ci permette di quantificare il calore e determinare in che modo il calore passerà da un oggetto all’altro. Quando un oggetto è freddo, diciamo che ha una temperatura bassa e quando è caldo, diciamo che ha una temperatura alta. Se mettiamo le nostre mani nell’acqua e l’energia termica scorre dall’acqua alle nostre mani, allora l’acqua ha una temperatura più alta delle nostre mani. Se l’energia termica passasse dalle nostre mani all’acqua, l’acqua avrebbe una temperatura inferiore a quella delle nostre mani.
La temperatura di una sostanza è una misura del movimento di tutti gli atomi e le molecole della sostanza. Quando una sostanza viene riscaldata, la velocità delle particelle aumenta così come le loro energie cinetiche e la temperatura aumenta. Quando una sostanza viene raffreddata, la velocità delle particelle diminuisce, così come le loro energie cinetiche e la temperatura scende. Se la sostanza viene raffreddata ulteriormente, il movimento delle particelle continua a rallentare e le loro vibrazioni diventano sempre meno. Alla fine si può raggiungere una temperatura alla quale gli atomi e le molecole della sostanza sono al loro stato di energia più basso e il loro movimento cessa virtualmente. Questo si raggiunge alla temperatura di -273°C e si chiama zero assoluto. Questa è la temperatura più bassa possibile perché gli atomi e le molecole sono al loro stato di energia più basso e quindi non c’è energia da trasferire.
Scala Kelvin
La scala di temperatura Kelvin prende il nome da Lord Kelvin che l’ha sviluppata a metà del 1800. Prende lo zero assoluto come punto di partenza e alle misure di temperatura viene dato il simbolo K (che sta per “Kelvin”). Le differenze di temperatura sulla scala Kelvin non sono diverse da quelle sulla scala Celsius (°C). Le due scale differiscono nei loro punti di partenza. Così, 0°C è 273K.