La temperatura è una proprietà misurabile dei corpi. Misurarla significa mettere il corpo in contatto termico con uno strumento — il termometro — e leggere la posizione di una variabile fisica tarata su una scala. Quella variabile può essere l’altezza di una colonna di liquido, la resistenza elettrica di un filo, oppure la lunghezza d’onda dell’emissione termica: qualunque grandezza che risponda in modo riproducibile allo stato termico serve allo scopo.
Ma perché un termometro funziona? Perché due corpi a contatto raggiungono, dopo un certo tempo, la stessa temperatura. È l’osservazione fondamentale su cui poggia tutta la termologia, formalizzata nel principio zero della termodinamica.
Principio — Equilibrio termico (principio zero)
Due corpi A e B posti in contatto termico raggiungono dopo un certo tempo lo stesso valore di una certa grandezza, che chiamiamo temperatura. Se A è in equilibrio termico con B e B con C, allora A è in equilibrio termico con C (Atkins 2010).
La proprietà di transitività — se A sta con B e B sta con C, allora A sta con C — è ciò che rende sensato l’uso del termometro: mettendo B (il termometro) in equilibrio prima con A e poi con C, possiamo confrontare A e C senza mai metterli direttamente a contatto. Senza questa proprietà, il concetto stesso di temparatura come “etichetta” condivisa da corpi in equilibrio non avrebbe senso.
Contesto storico
Il principio zero (Carathéodory, 1909) viene chiamato così perché logicamente precede il primo e il secondo principio della termodinamica: senza di esso, neanche il concetto di temperatura sarebbe definito. La sua numerazione “zero” fu introdotta quando i primi due principi erano già battezzati. Vedi Riferimenti bibliografici.
Collegamenti
Argomenti: Termologia Concetti: Temperatura
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