La temperatura è la proprietà di un materiale che misura il calore e il freddo del materiale. La temperatura del materiale specifica il flusso spontaneo di calore; allora sorge una domanda: la temperatura è una grandezza fisica?
La temperatura del materiale è associata al movimento interno delle molecole in modo che le molecole acquisiscano energia cinetica. Poiché la temperatura riguarda la proprietà interna del materiale, stiamo cercando di spiegare perché e come la temperatura è una proprietà fisica attraverso questo post.
La temperatura è una proprietà fisica perché dà solo alle molecole del materiale di possedere energia cinetica, che provoca un movimento casuale delle molecole all'interno del materiale, ma non influisce sulla configurazione molecolare associata alla composizione. Poiché non vi è alcun cambiamento nella composizione della sostanza a causa della temperatura; quindi è una proprietà fisica.
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In che modo la temperatura è una proprietà fisica?
Ogni materiale possiede una certa temperatura che ne descrive la proprietà generale per spiegare come la temperatura sia fisica considerando il termometro come esempio. Il termometro è un dispositivo di misurazione utilizzato per controllare la temperatura della sostanza.
Il termometro è costituito da un tubo di vetro stretto che ha del mercurio sul fondo del tubo. Quando il calore viene fornito, il mercurio si espande e acquisisce energia cinetica e inizia a salire. Se la temperatura scende, anche il mercurio ricade. In questo processo, la configurazione elettronica del mercurio non cambia; solo le molecole di mercurio raggiungono l'energia cinetica causando il movimento interno.
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Il cambiamento di temperatura è una proprietà fisica?
Non possiamo prevedere la temperatura della sostanza a meno che non si verifichi un cambiamento nelle proprietà fisiche. Se una sostanza cambia forma, consistenza, colore, durezza o dimensione variando la temperatura, allora possiamo dire che il cambiamento di temperatura è una proprietà fisica.
Consideriamo l'esempio del ferro o dell'acciaio. Il ferro è un materiale molto duro ed è molto difficile da modellare che da dare la forma desiderata. Quando si riscalda il ferro o l'acciaio oltre i 460°C, il ferro o l'acciaio si illuminano di rosso e diventano anche morbidi e facili da modellare. Il cambiamento di temperatura del ferro o dell'acciaio fa sì che cambino colore e perdano durezza, questi due cambiamenti di ferro e acciaio non sono altro che il cambiamento delle proprietà fisiche, che possono essere reversibili quando vengono raffreddati. Quindi il cambiamento di temperatura è anche associato alla proprietà fisica.
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In che modo un cambiamento di temperatura è una proprietà fisica?
Il riscaldamento e il raffreddamento di qualsiasi sostanza provoca una variazione della temperatura. Poiché sappiamo che la temperatura non è altro che il movimento interno della molecola, allora sorge il dubbio che la temperatura sia una proprietà fisica se il movimento interno della molecola cambia?
La risposta a questa domanda può essere specificata considerando l'esempio dell'acqua. L'acqua bolle a 100°C e congela sotto i 4°C. Questa ebollizione e congelamento dell'acqua si riferiscono a un cambiamento nella temperatura dell'acqua. Quando l'acqua bolle, si formano i vapori. Qui l'acqua ha trasformato il suo stato da liquido a gassoso, ma la composizione dell'acqua rimane la stessa della molecola che possiede 2-idrogeno e un atomo di ossigeno tenuto da un forte legame. Viene modificato solo lo stato fisico della molecola. È lo stesso nel caso della formazione di ghiaccio dall'acqua. Quando l'acqua gela sotto i 4°C, l'acqua liquida si trasforma in ghiaccio allo stato solido.
In entrambi i casi, la variazione della temperatura è dovuta alla variazione del moto delle molecole. Se la velocità molecolare è considerata come proprietà fisica, anche la variazione di temperatura è una proprietà fisica poiché la temperatura è fortemente influenzata dal movimento molecolare.
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Se un composto chimico subisce una reazione chimica con un aumento o una diminuzione della temperatura, come possiamo dire la temperatura come proprietà fisica?
Fondamentalmente, le reazioni chimiche dovrebbero avvenire anche senza cambiare la temperatura. In alcuni composti, la variazione di temperatura fa sì che la reazione chimica avvenga rapidamente. Se si aumenta la temperatura, più energia termica provoca il legame con la molecola vicina, quindi il tempo di reazione si è ridotto. La variazione della temperatura associata alla molecola fornisce solo più energia cinetica alla molecola e interrompe il legame con l'atomo vicino. Dopo aver rotto il legame, la proprietà chimica del singolo atomo rimane la stessa. Quindi è anche considerata come la proprietà fisica.
Ci sono alcuni casi in cui la reazione chimica provoca il rilascio di calore. Il rilascio di calore non è altro che un cambiamento di temperatura. In tal caso, una reazione chimica è responsabile della variazione della temperatura e la temperatura non ha nulla a che fare con la reazione chimica; quindi la variazione di temperatura, in questo caso, è considerata anche come proprietà fisica.
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Domande frequenti
Quali sono i fattori che influenzano la temperatura della sostanza?
Il fattore che influenza maggiormente la temperatura della sostanza è il movimento della molecola.
Se il moto della molecola nella sostanza è maggiore, l'energia cinetica da loro acquisita sarà maggiore; questo porta la sostanza a raggiungere una temperatura elevata. Se il movimento delle molecole è più lento, l'energia cinetica da esse acquisita sarà minore, portando a raggiungere una temperatura inferiore.
Il cambiamento di temperatura provoca il cambiamento di altre proprietà fisiche?
Il cambiamento delle proprietà fisiche e la temperatura sono sempre associate l'una all'altra. Alcune variazioni di tempo nella temperatura provocano cambiamenti nelle proprietà fisiche, mentre d'altra parte, il cambiamento nelle proprietà fisiche porta ad un cambiamento nella temperatura.
La variazione della temperatura è largamente influenzata dalla variazione della pressione e volume. Questo porta al cambiamento nelle altre proprietà fisiche come consistenza, forma, dimensione, solubilità, colore, durezza ecc. Ad esempio, cloruro di piombo. Il cloruro di piombo è insolubile in acqua fredda ma è solubile in acqua calda. Qui la temperatura dell'acqua variava, il che portava a un cambiamento nella solubilità del cloruro di piombo.
Perché la temperatura è una proprietà fisica?
La temperatura di un oggetto è variabile e reversibile e caratterizza sempre anche i cambiamenti fisici come il punto di fusione, ebollizione, congelamento e stato della sostanza.
Qualsiasi proprietà associata all'aspetto fisico, misura, osservabile e non coinvolta nella reazione chimica è chiamata proprietà fisica. La temperatura è anche una quantità misurabile e sensibile che specifica la natura fisica di una sostanza.
Come si misura la temperatura?
Ci sono tre unità per misurare la temperatura; loro sono
- Fahrenheit
- Centigrado
- Kelvin
Quali sono i fattori che influenzano fortemente lo stato fisico delle cose?
Ci sono proprietà specifiche delle materie che sono responsabili del cambiamento nello stato fisico della materia; loro sono
- Temperatura: aumento della temperatura, la materia può essere trasformata da solida a liquida in gas mentre diminuendo la temperatura un liquido può essere trasformato in solido e il gas può trasformarsi in liquido.
- Pressione: aumentando la pressione, il gas si trasforma in un liquido e il liquido può essere trasformato in un solido. In caso di diminuzione della pressione, è viceversa.
- Forza intermolecolare: se la forza intermolecolare tra la materia è forte, lo stato della materia sarà solido poiché lo spazio intermolecolare tra gli atomi diventa molto minore. Se la forza intermolecolare è moderata, allora la materia acquisisce uno stato liquido, e se è molto minore, allora la materia raggiunge uno stato gassoso poiché lo spazio intermolecolare è troppo grande.
La temperatura è una proprietà estensiva o intensiva?
La temperatura viene spesso definita proprietà intensiva, poiché ogni oggetto possiede una certa temperatura indipendentemente dalla forma, dalle dimensioni e dalla quantità.
La temperatura della sostanza non dipende dalla quantità di sostanza presente in essa. Se prendi una tazza di latte a 30°C e una tazza di acqua a 30° e se le mescoli, anche la miscela di acqua e latte avrà la stessa temperatura di 30°C.
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Sono Keerthi K Murthy, ho completato la specializzazione in Fisica, con la specializzazione nel campo della fisica dello stato solido. Ho sempre considerato la fisica come una materia fondamentale e collegata alla nostra vita quotidiana. Essendo uno studente di scienze mi piace esplorare nuove cose in fisica. Come scrittore il mio obiettivo è raggiungere i lettori in modo semplificato attraverso i miei articoli.