Caldo e Freddo
Tredicesima puntata
Perché una cosa è calda ed una è fredda? Che cosa è la temperatura? Che cosa comporta riscaldare o raffreddare un oggetto? Perché un maglione riscalda? Domande banali con risposta non banale che ci porterà ad investigare la struttura microscopica della materia.
- Autore: Riccardo Faccini
- Altre voci: Chiara Piselli
- Regia: Edoardo Massaro
- Musica: John Harrison with the Wichita State University Chamber Players / Estate e Inverno (Quattro Stagioni) Antonio Vivaldi
Podcast: Download (Duration: 19:40 — 18.0MB)
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7 Responses to Caldo e Freddo
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Buona sera, sono tornato a rompere con le mie domande.
Sto aspettando che una delle mie mucche si calmi per aiutarla a partorire mentre ascolto qualche podcast.
In questo podcast dite che al di sotto dello 0 assoluto non si può andare, mentre non ci sono limiti di temperatura “verso l’alto”.
Dite anche che le particelle dell’aria a 20° C (se non ricordo male) viaggiano a circa 400 metri/secondo.
A questo punto ho fatto un ragionamento (forse sbagliato):
Se una cosa andasse a temperature incredibili, le sue particelle potrebbero viaggiare alla velocità della luce, ma come descritto dalla relatività questo non può accadere, quindi non può essere infinita la temperatura verso l’alto.
Se non è così dov’è che mi sbaglio?
In più non mi è molto chiaro una cosa: voi dite che le particelle dell’aria a una temperatura di 20° C viaggiano a 400 m/s, ma in una stanza queste particelle rimbalzano da una parete all’altra? o si tratta di una specie di vibrazione a quella velocità (rimanendo quindi ferme sul posto)?
Ok è ora che vada ad aiutare la mia mucca perchè la situazione sta iniziando a scaldarsi un po’ troppo.
saluti e grazie.
Caro Lorenzo,
grazie delle osservazioni molto appropriate.
Per quel che riguarda il limite superiore alla temperatura, il discorso fatto finora vale finche’ non si raggiungono velocita’ relativistiche. Quando infatti si comincia a far sentire la relativita’ le leggi della fisica classica non valgono piu’ e bisogna ricorrere alla relativita’. Il legame che vi abbiamo descritto tra temperatura e velocita’ non si applica piu’ ed il modo stesso di misurare la temperatura diventa complesso. In soldoni non esiste una temperatura massima perche’ le leggi che abbiamo qui enunciato valgono solo fino ad una certa temperatura.
Per quel che riguarda la seconda domanda, le particelle di gas rimbalzano sulle pareti da una parte all’altra. Gli atomi di un oggetto solido invece oscillano attorno alla loro posizione di equilibrio.
Riccardo Faccini
Perfetto, GRAZIE per le risposte molto esaurienti.
Ragionare con questi podcast mi fa sentire un piccolo genio.
p.s.: il parto dell’altra sera è filato tutto bene, vacca e vitello stanno bene.
Anch’io sono rimasto colpito dal fatto che le particelle d’aria a 20° centigradi hanno una velocità media di circa 400 m/s. In particolare perché osservando una persona che fuma all’interno di una stanza si osserva che il fumo (che piano piano si miscela nell’aria) va a una velocità nettamente inferiore. Quindi la velocità di 400 m/s è prevalentemente di oscillazione delle molecole ma non la velocità media delle particelle che vanno da una parete all’altra. Giusto?
Caro Alessandro,
il punto e’ che le particelle si muovono in tutte le direzioni e non coerentemente, salvo poi tornare indietro quando arrivano alla fine del volume a loro disposizione. Il baricentro dell’insieme delle molecole pero’ non si muove.
Riccardo
Ma perché quando tocchiamo un oggetto di matallo ad esempio non ha la stessa temperatura?
Gli oggetti di metallo sembrano avere una temperatura differente dagli altri oggetti a contatto con loro, ma se effettui la misura troverai che sono alla stessa temperatura. La nostra percezione pero’ dipende da quanto calore viene assorbito dall’oggetto che tocchiamo: piu’ calore viene assorbito dall’oggetto che tocchiamo piu’ abbiamo la percezione di freddo. I metalli conducono il calore meglio per cui quando noi (che tipicamente siamo piu’ caldi di un oggetto a temperatura ambiente) tocchiamo un oggetto metallico gli cediamo piu’ calore di quando tocchiamo un oggetto di altro materiale. Per questo ci sembra che il metallo sia piu’ freddo