La temperatura è la grandezza fisica che indica lo stato termico dei corpi e la loro attitudine allo scambio di calore con altri corpi o con l’ambiente. La meccanica statistica e la teoria cinetica dei gas consentono di individuare una proporzionalità tra l’energia cinetica media delle particelle costituenti i corpi e la temperatura. Si misura in gradi Celsius (°C) o in gradi Fahrenheit (°F), utilizzando strumenti (termometri) che sfruttano la proporzionalità diretta tra aumento di temperatura e espansione del volume di alcune sostanze (mercurio, alcol). Nel Sistema Internazionale si usa il kelvin (K), in una scala di temperatura assoluta, che ha come zero (zero assoluto) la temperatura più bassa immaginabile, corrispondente a -273,15 °C.
La scala Celsius fissa il punto di fusione dell’acqua a 0 °C e il punto di ebollizione a 99,974 °C in condizioni standard di pressione (1 bar, leggermente inferiore a un’atmosfera, pressione alla quale l’acqua bolle a 100 gradi celsius). L’intervallo viene così suddiviso in 100 gradi. Si ha pertanto la relazione:
°K=°C+273,15.
Nella scala Fahrenheit (usata soprattutto negli Stati Uniti), il punto di solidificazione dell’acqua è di 32 gradi Fahrenheit (°F), mentre quello di ebollizione è a 212 °F, suddividendo così questo intervallo in 180 gradi. L’unità di questa scala, il grado Fahrenheit, è 5/9 di un kelvin e di un celsius. Pertanto l’equazione di passaggio fra gradi celsius e gradi fahrenheit è:
°C=(°F−32)/1,8
°F=°C·1,8+32.
La temperatura critica è quella al di sopra della quale un aeriforme non può essere più liquefatto per semplice compressione.
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