Ce este temperatura?

Auzim adesea in jurul nostru foarte multe lucruri ce tin de temperatura. Fie ca este vorba despre mediul inconjurator, vremea de afara, incalzirea globala, spatiul locativ sau organismul uman, toate au in comun acest parametru fundamental de stare. Cu siguranta fiecare dintre noi se intalneste constant, in diferite circumstante, cu notiunea de temperatura. Din acest motiv ne-am propus sa aflam care este definitia si sensul sau in viata noastra de zi cu zi.

Ce reprezinta temperatura

In linii mari, definitia temperaturii poate fi una destul de simpla. Mai exact, se refera la acea marime fizica scalara prin care este caracterizata starea termica a unui corp, respectiv starea de echilibru termodinamic. In general, temperatura exprima cantitativ proprietatea de mai cald ori mai rece a unui sistem. Oamenii percep cu usurinta cantitatea de frig sau caldura dintr-o anumita zona, ceea ce inseamna ca temperatura este o caracteristica a realitatii pe care o inteleg destul de intuitiv.

In mod familiar, exista o terminologie cunoscuta de toata lumea – temperatura camerei. Aceasta face referire la intervalul de temperaturi ale aerului pe care cei mai multi oameni il prefera pentru interior. De obicei, temperatura camerei se aplica alimentelor, iar asta inseamna ca nu sunt fierbinti ca urmare a actiunii de gatit sau incalzire, dar nici reci din cauza inghetarii artificiale. In anumite domenii insa temperatura poate fi definita diferit.

In fizica

Temperatura reprezinta magnitudinea care masoara energia cinetica a unui sistem termodinamic, generata de miscarile particulelor care il alcatuiesc. Cu cat miscarea este mai mare cu atat va creste si magnitudinea energiei intrucat aceasta si frictiunea genereaza caldura. Din punct de vedere termodinamic, energia cinetica inseamna viteza medie a particulelor din molecule. Pentru corpuri, magnitudinea termica este o proprietate si poate fi de fierbere, inghetare, topire.

In chimie

In aceasta zona, temperatura inseamna gradul de circulatie al atomilor si al fractiilor mici care compun un corp. Cu cat miscarea este mai mare cu atat creste si temperatura, fiind vorba despre gradul de energie pe care il prezinta un obiect, dar manifestat sub forma de caldura. In chimie, temperatura reprezinta proprietatea unui sistem care verifica daca se afla in echilibru termic cu un altul. Microscopic vorbind, gradul de circulatie depinde de miscarea particulelor. Atunci cand cantitatea de caldura creste intr-o cantitate de apa, miscarea va creste, iar particulele vor castiga viteza pana se vor transforma in gaz. Daca gradul de circulatie este scazut, particulele vor incetini pana cand vor ingheta.

In geografie

Cand luam in calcul geografia, temperatura se refera la un element ce determina clima intr-un anumit loc si anotimp. Practic, se evalueaza cantitatea de energie termica din aer, care se datoreaza radiatiei solare ce ajunge pe planeta noastra. Magnitudinea termica depinde insa si de alti factori, de exemplu puterea si directia vanturilor, altitudinea, latitudinea, tipul de substrat pe care il lovesc razele soarelui etc. Temperatura pamantului variaza in functie de locatie, adancime si anotimp. Daca luam in considerare o adancime de 15-20 de metri, in functie de sol, temperatura pamantului variaza cu anotimpurile. Dupa adancimea de 20 de metri, temperatura creste cu un grad la fiecare 30 de metri parcursi spre centrul pamantului.

Unitati de masura a temperaturii

Exista mai multe scale de temperatura, dar cele mai des folosite sunt Kelvin, Celsius si Fahrenheit. Unitatea de masura in Sistemul Internațional (SI) este kelvinul – K. Scalele de temperatura pot fi relative (se bazeaza pe comportamentul cinetic relativ la un anumit material) sau absolute. Celsius si Fahrenheit sunt scale relative pe baza punctului de inghet al apei si a punctului de fierbere al acesteia, dar dimensiunea gradelor este diferita. Scara Kelvin este absoluta, nu are grade, se bazeaza pe termodinamica si nu pe proprietatea vreunui material specific.

Temperatura 0K este numita zero absolut si reprezinta punctul in care moleculele si atomii prezinta cea mai mica energie termica. In tarile europene se foloseste scara Celsius, in timp ce in SUA scara Fahrenheit. Ambele se definesc cu ajutorul scarii Kelvin, scara fundamentala a temperaturilor in stiinta si tehnica. Un grad Celsius inseamna a 1/273,16-a parte din intervalul cuprins intre punctul de inghet al apei (0.01 °C) si zero absolut (-273.15 °C), la presiune normala.

Tipuri de temperatura

Temperatura masoara cantitativ nivelul termic sau caldura pe care o poseda un corp. Este important de retinut ca fiecare substanta, intr-o anumita stare de agregare – solida, lichida, gazoasa – este alcatuita din molecule aflate in continua miscare. Suma energiilor tuturor moleculelor dintr-un corp este cunoscuta sub numele de energie termica. Temperatura este masura energiei medii. Totusi, exista diferite tipuri de temperatura:

Temperatura corpului

Aceasta se refera la cresterea sau scaderea caldurii unui organism viu. De regula, temperatura normala a corpului este de aproximativ 37oC la o persoana adulta. In cazul unui bebelus, temperatura corpului poate varia intre 36.5 si 37.5oC. Pentru a controla temperatura fiecare organism are propriile sale mecanisme de termoreglare, precum transpiratie ori vasodilatatie. Este vorba despre procese biologice care sunt activate de corp pentru cresterea sau scaderea temperaturii cu scopul adaptarii la conditiile de mediu. In functie de locul in care se afla un om si temperatura externa, temperatura corpului sau poate varia. Daca depaseste media normala cand este bolnav, se spune despre omul respectiv ca are febra, un raspuns al organismului la o infectie. In situatia scaderii temperaturii normale a corpului se ajunge la hipotermie, un simptom al unei boli sau un efect al unui mediu extern foarte rece.

Temperatura corpului

Temperatura bazala

In anumite conditii, temperatura corporala poate scadea destul de mult. Temperatura bazala se refera la cea mai mica temperatura pe care o poate atinge un corp in repaus. In cazul oamenilor, temperatura bazala se atinge dupa 5 ore de somn. Ea difera insa in functie de persoana, ciclul somnului ori starea de sanatate.

Temperatura atmosferica

Masoara nivelul de caldura existent in aer intr-un anumit punct geografic. Temperatura atmosferica reprezinta principala variabila pe care o luam in considerare la definirea tipurilor de clima: macrotermic (temperaturi ridicate), mesotermic (clima temperata), microtermal (temperaturi scazute). Temperatura atmosferica se imparte in trei categorii:

  • Temperatura maxima – cea mai mare temperatura pe care aerul o poate inregistra intr-un anumit moment, intr-o zona geografica specifica.
  • Temperatura minima – cea mai scazuta temperatura pe care o inregistreaza aerul intr-un anumit moment, intr-o zona geografica specifica.
  • Temperatura medie – media temperaturilor maxime si minime dintr-o zona geografica specifica.

Temperatura ambientala

Temperatura ambientala se refera la temperatura din interior, dintr-un anumit spatiu, un echilibru intre frig si caldura. In general, o temperatura cuprinsa intre 15-23oC este considerata optima pentru oameni. Acest tip de temperatura nu reprezinta o variabila stiintifica, ci doar o serie de utilizari comune pentru reglerea nivelului de caldura dintr-un spatiu.

Temperatura de aprindere

Este vorba despre temperatura minima necesara pentru ca un material ori o substanta sa ia foc atunci cand este aproape de o sursa de caldura. Benzina, de exemplu, incepe sa arda la 456oC. Ca sa poata fi definita temperatura de aprindere este nevoie ca sursa de caldura sa aiba o temperatura mai ridicata decat cea a materialului care trebuie ars.

Temperatura de topire si fierbere

Atunci cand vorbim despre punctul de topire ne referim la temperatura la care materia se afla in stare solida si apoi se transforma in stare lichida. Mai departe, daca temperatura continua sa creasca, din stare lichida se ajunge la punctul de fierbere si apoi la o stare gazoasa. Spre exemplu, daca ne gandim la ce temperatura fierbe apa vom vedea ca raspunsul este unul simplu: 100oC. De cealalta parte, punctul de topire al apei este de 0oC.

Temperatura versus caldura

Cu toate ca aceste doua concepte sunt strans legate intre ele, temperatura este diferita de caldura. Astfel, temperatura inseamna masura energiei interne a unui sistem/corp, in timp ce caldura este o masura a modului in care energia se transfera de la un sistem/corp la altul. In momentul in care un corp este incalzit se stie ca temperatura lui creste, iar din acest motiv cele doua concepte ajung sa fie confundate.

Caldura defineste energia totala a miscarii particulelor sau moleculelor ce alcatuiesc un sistem. Cu cat cantitatea de caldura pe care o absoarbe un material este mai mare cu atat atomii din acesta incep sa se miste mai repede si sa creasca temperatura. Caldura depinde de viteza particulelor, numarul, tipul si marimea lor, insa temperatura nu depinde de aceste variabile.

De exemplu, avem doua recipiente cu apa, unul de 500 ml si altul de 200 ml. Ambele sunt aduse la fierbere. Deoarece punctul de fierbere al apei este de 100oC, cele doua vor avea aceeasi temperatura. Insa in recipientul mai mare exista mai multa apa si, prin urmare, mai multa miscare de particule, adica mai multa caldura decat in recipientul mai mic.

Temperatura reprezinta un concept critic intr-o varietate de discipline stiintifice. Acest parametru poate avea diferite intervale convenite, fiind vorba despre o masurare obiectiva a cat de fierbinte sau rece este un corp/obiect.