Tenperatura kontzeptua eta bere neurketa
Tenperatura eta agitazio termikoa
Termino fisikoetan, bero- eta hotz-sentsazioak neurtzeko erabiltzen den magnitude fisikoa tenperatura deitzen da. Zentzu teoriko zorrotz batean, hainbat interpretazio proposatu dira tenperaturarako.
Ikuspuntu mikroskopiko batetik, tenperatura aintzakotzat hartutako gorputza osatzen duten molekulen batezbesteko barneko energia zinetikoaren adierazpentzat hartu izan da. Energia zinetiko hau agitazio termiko eran adierazten da, gorputzeko molekulen arteko talkatik sortzen dena eta oso energetikoa izatera hel daitekeena.
Maila makroskopikoan, tenperatura gehitzeak hainbat ondorio hautemangarri edo neurgarri sortzen ditu, gorputzaren bolumena handitzea, dentsitatea jaistea, egoera-aldaketa edo kolorea aldatzea (esate baterako, gorritasuna) izan daitezkeen bezala.
Tenperatura gradutan neurtzen da, bere definizioa aintzakotzat hartutako eskala termikoen araberakoa izanik: Celsius, Fahrenheit, absolutua (Kelvin), Réaumur, etab. (17.gaia ikusi). Nazioarteko Sisteman, tenperatura-unitatea Kelvina da (K sinboloa).
Eskala mikroskopikoan, tenperatura gorputz bat osatzen duten molekulen barneko agitazio-mailarekiko proportzionala da.
Magnitude termometrikoak
Tenperatura-aldaketek aldaketak sortzen dituzte aritzen diren gorputzen ezaugarri fisikoetan. Tenperaturarekin aldatzen diren gorputzen nolakotasunak magnitude termometrikoak deitzen dira, hauetako batzuk honako hauek izanik:
- Kolorea (adibidez, burdina goritu egiten da tenperatura jakin baten gainetik berotzean).
- Bolumena: solido eta likido gehienak dilatatu egiten dira berotzean; gauza bera gertatzen da gasekin, gasak daudeneko ontziak onartzen baldin badu.
- Orokorrean eroaleen erresistentzia elektrikoa handitu egiten da tenperaturarekin.
Batzutan gorputz baten kolorea magnitude termometrikoa da, tenperaturarekin aldatu egiten baita.
Oreka termikoa
Tenperatura desberdina duten bi gorputzek elkar ukitzean, bien arteko mugan dauden molekulek talkak jasaten dituzte gorputz bakoitzaren tenperaturak parekatzen diren arte. Azkenik, oreka termikoko egoera bat lortzen da, tenperaturak neurtzeko prozeduretan oso baliagarria izaten dena.
Elkar ukituz jartzen diren tenperatura desberdinetako bi sistemek azkenean oreka termikoko egoera bat lortzen dute.
Termometroak
Tenperatura neurtzeko tresnarik arruntena termometroa da. Tresna hauetako lehenengoa Galileo Galilei zientzialari italiarrak asmatu zuen 1603 urtean, eta printzipio honetan oinarritzen zen: hodi batean sartutako ur-zutabe bat dilatatu egiten da tenperatura igotzean eta uzkurtu egiten da tenperatura jaistean.
Gaur eguneko termometroetan merkurio, alkohol edo beste likido batzuetako zutabeak erabiltzen dira.
Oso tenperatura altuak neurtzeko termometro bereziak erabiltzen dira eta pirometro deituriko tresnak ere bai, azken hauek fenomeno optiko eta termoelektrikoetan oinarritzen direlarik eta gutxi gorabehera 4.000 ºC-ra arte neurtzeko aukera ematen dutelarik.
Pirometro baten eskema, oso tenperatura altuak neurtzeko tresna eta gorputz gori batetik datorren argia korronte elektriko neurgarri bihurtzen duena.
Termopareak
Tenperaturak neurtzeko beste tresna bat termoparea da, bi metal desberdinek (adibidez, kromoak eta nikelak) bat egitean sortutako gailua. Tenperatura-aldaketak termopareko bi zatien arteko potentzial elektrikoaren desberdintasuna eragiten du, Seebeck efektu legez ezagututako fenomenoaren arabera, bere balioa multzoaren tenperaturaren araberakoa izanik.
Tenperaturaren mugak
Termometroak uraren fusio- eta irakite-tenperaturekin kalibratu ohi dira.
Fisikan aztertutako tenperaturarik baxuena zero absolutu deitzen da eta -273,15 ºC-ri dagokio. Ez da ezagutzen, ordea, goiko mugarik tenperaturaren balioetarako, izarretan milioika gradu hartu ahal izanik.
Gizakiaren gorputzaren tenperatura
Robert Boyle britainiarra izan zen, XVII. mendean, gizakiaren gorputzaren tenperatura gutxi gorabehera konstantea eta ingurunekoa baino altuagoa dela ohartu zen lehena. Tenperatura hauek neurtzeko termometro bereziak, klinikoak deiturikoak, 34,5 ºC eta 43 ºC tartean graduatuta daude, gorputzeko tenperatura normala 36 eta 37 ºC-ren artean kokatzen den arren.
Fahrenheit termometroa
1714 urtean, Gabriel Fahrenheit fisiko alemaniarrak merkuriozko lehenengo termometroa egin zuen. Horretarako anpulu bat bete zuen likido honekin, eta izotz eta gatzezko nahasketa batekin kontaktuan jarri zuen; gero anpuluari hodi kapilar bat soldatu zion eta likidoak hartzen zuen altuera graduatu zuen uraren fusio-tenperaturaren balio legez. Ondoren, gailua irakiten zegoen uretan sartu zuen eta hodian seinale berri bat markatu zuen, merkurioak hartzen zuen altuerari zegokiona, uraren irakite-punturako.