b'\n_START_ARTICLE_\nTemperatura\n_START_SECTION_\nStoria\n_START_PARAGRAPH_\nIl concetto di temperatura nasce come tentativo di quantificare le nozioni comuni di "caldo" e "freddo"._NEWLINE_In seguito la comprensione via via maggiore dei fenomeni termici estende il concetto di temperatura e mette in luce il fatto che le percezioni termiche al tatto sono il risultato di una complessa serie di fattori (calore specifico, conducibilit\xc3\xa0 termica, eccetera) che include la temperatura. Tuttavia la corrispondenza tra le impressioni sensoriali e la temperatura \xc3\xa8 approssimativa, infatti in genere al tatto il materiale a temperatura pi\xc3\xb9 alta appare pi\xc3\xb9 caldo, per\xc3\xb2 ci sono numerose eccezioni. Un oggetto d\'argento, per esempio, appare pi\xc3\xb9 freddo (o pi\xc3\xb9 caldo) di un oggetto di plastica alla stessa temperatura, se tale temperatura \xc3\xa8 minore (o maggiore) della temperatura del corpo umano per la diversa conduttivit\xc3\xa0 termica che fa si che siano diverse le velocit\xc3\xa0 con cui viene sottratto calore dalla superficie della cute. Ovviamente il materiale come l\'argento che \xc3\xa8 pi\xc3\xb9 conduttore del calore sembra pi\xc3\xb9 freddo perch\xc3\xa9 raffredda pi\xc3\xb9 rapidamente la cute._NEWLINE_Ci\xc3\xb2 \xc3\xa8 dovuto al fatto che il nostro cervello percepisce la temperatura in corrispondenza delle terminazioni nervose, il che implica che ad innescare la percezione di caldo/freddo \xc3\xa8 la variazione di temperatura della parte del nostro corpo in contatto con il materiale, non la temperatura del materiale. Per tale motivo l\'argento \xc3\xa8 recepito come "pi\xc3\xb9 caldo" rispetto ad un oggetto di plastica alla stessa temperatura se tale temperatura \xc3\xa8 maggiore della temperatura del corpo umano poich\xc3\xa9 l\'argento, essendo un ottimo conduttore termico, scambia calore pi\xc3\xb9 velocemente rispetto alla plastica, scaldando la pelle pi\xc3\xb9 velocemente. Per lo stesso motivo, l\'argento \xc3\xa8 recepito come "pi\xc3\xb9 freddo" rispetto ad un oggetto di plastica alla stessa temperatura se tale temperatura \xc3\xa8 inferiore della temperatura del corpo umano._NEWLINE_I primi tentativi di dare un numero alla sensazione di caldo o di freddo risalgono ai tempi di Galileo e dell\'Accademia del Cimento. Il primo termometro ad alcool, di tipo moderno, viene attribuito tradizionalmente all\'inventiva del granduca di Toscana Ferdinando II de\' Medici. Ma si va affermando la convinzione che il termometro a liquido in capillare chiuso sia stato inventato da altri, molto prima. _NEWLINE_,_NEWLINE_Il termometro a mercurio viene attribuito a Gabriel Fahrenheit, che nel 1714 introdusse una scala di temperature in uso ancor\'oggi; un\'altra, detta all\'epoca della definizione scala centigrada, si deve a Anders Celsius nel 1742._NEWLINE_La relativa precocit\xc3\xa0 delle misure di temperatura non implica che il concetto di temperatura fosse ben chiaro a quei tempi. La distinzione chiara fra calore e temperatura \xc3\xa8 stata posta solo dopo la met\xc3\xa0 del 1700, da Joseph Black. In ogni caso, il termometro consente di definire il concetto di equilibrio termico.\n_START_SECTION_\nDescrizione\n_START_PARAGRAPH_\nLa temperatura \xc3\xa8 la propriet\xc3\xa0 fisica che registra il trasferimento di energia termica da un sistema ad un altro._NEWLINE_Quando due sistemi si trovano in equilibrio termico non avviene nessun trasferimento di energia e si dice che sono alla stessa temperatura. Quando esiste una differenza di temperatura, il calore tende a muoversi dal sistema che viene detto a temperatura pi\xc3\xb9 alta verso il sistema che diremo a temperatura pi\xc3\xb9 bassa, fino al raggiungimento dell\'equilibrio termico._NEWLINE_Il trasferimento di calore pu\xc3\xb2 avvenire per conduzione, convezione o irraggiamento._NEWLINE_Le propriet\xc3\xa0 formali della temperatura vengono studiate dalla termodinamica. La temperatura svolge un ruolo importante in quasi tutti i campi della scienza, in particolare in fisica, chimica, biologia._NEWLINE_La temperatura non \xc3\xa8 una misura della quantit\xc3\xa0 di energia termica o calore di un sistema, per\xc3\xb2 \xc3\xa8 ad essa correlata. Pur con notevoli eccezioni, se ad un sistema viene fornito calore la sua temperatura aumenta, mentre se gli viene sottratto calore la sua temperatura diminuisce; in altre parole un aumento di temperatura del sistema corrisponde a un assorbimento di calore da parte del sistema, mentre un abbassamento di temperatura del sistema corrisponde a una cessione di calore da parte del sistema._NEWLINE_Su scala microscopica, nei casi pi\xc3\xb9 semplici, la temperatura di un sistema \xc3\xa8 legata in modo diretto al movimento casuale dei suoi atomi e delle sue molecole, cio\xc3\xa8 un incremento di temperatura corrisponde a un incremento del movimento degli atomi. Per questo, la temperatura viene anche definita come l\'indice dello stato di agitazione molecolare del sistema (inoltre l\'entropia viene definita come lo stato di disordine molecolare). Ci sono casi in cui \xc3\xa8 possibile fornire o sottrarre calore senza variazione della temperatura, poich\xc3\xa9 il calore fornito o sottratto pu\xc3\xb2 essere causa della variazione di qualche altra propriet\xc3\xa0 termodinamica del sistema (pressione, volume, etc.) oppure pu\xc3\xb2 essere implicata in fenomeni di transizione di fase (come i passaggi di stato), descritti termodinamicamente in termini di calore latente. Analogamente \xc3\xa8 possibile aumentare o diminuire la temperatura di un sistema senza fornire o sottrarre calore._NEWLINE_La temperatura \xc3\xa8 una grandezza fisica scalare ed \xc3\xa8 intrinsecamente una propriet\xc3\xa0 intensiva di un sistema. Essa infatti non dipende dalle dimensioni del sistema o dalla sua quantit\xc3\xa0 di materia, ma non corrisponde alla densit\xc3\xa0 di nessuna propriet\xc3\xa0 estensiva.\n_START_SECTION_\nEquilibrio termico e misura della temperatura con il termometro\n_START_PARAGRAPH_\nDue corpi A e B si dicono in equilibrio termico quando hanno la medesima temperatura, misurata con l\'aiuto di un terzo corpo, il termometro C. Quando  e  si afferma che  e quindi A e B sono in equilibrio._NEWLINE_Si tratta dell\'applicazione alla fisica di uno dei principi fondamentali della logica, il principio della transitivit\xc3\xa0 dell\'uguaglianza, per questo alcuni chiamano l\'affermazione sopraddetta principio zero della termodinamica._NEWLINE_Il principio zero \xc3\xa8 ridondante con le comuni assiomatizzazioni della termodinamica.\n_START_SECTION_\nUnit\xc3\xa0 di misura\n_START_PARAGRAPH_\nLa temperatura non costituisce una vera e propria grandezza fisica. La propriet\xc3\xa0 fisica che il concetto di temperatura intende quantificare pu\xc3\xb2 essere ricondotta essenzialmente a una relazione d\'ordine fra i sistemi termodinamici rispetto al verso in cui fluirebbe il calore se fossero messi a contatto. Per questo, alla scelta, necessariamente arbitraria, di un\'unit\xc3\xa0 di misura per una grandezza fisica, corrisponde, nel caso della temperatura, la scelta, anch\'essa necessariamente arbitraria, di una scala di misurazione._NEWLINE_L\'arbitrariet\xc3\xa0 in questo caso \xc3\xa8 maggiore rispetto a quello dell\'unit\xc3\xa0 di misura per grandezza fisica: in quest\'ultimo la relazione di trasformazione fra un\'unit\xc3\xa0 di misura e un\'altra pu\xc3\xb2 essere solo proporzionale (il rapporto fra le due unit\xc3\xa0 di misura considerate). Nel caso della temperatura, invece, una qualsiasi trasformazione monot\xc3\xb2na di una particolare scala termometrica scelta preserverebbe comunque la relazione d\'ordine e dunque quella cos\xc3\xac ottenuta costituirebbe un\'alternativa del tutto legittima al problema di quantificare la temperatura. Ecco perch\xc3\xa9, per esempio, le scale termometriche di Celsius, di Kelvin e di Fahrenheit hanno fra di loro relazioni che includono costanti additive (dunque non sono proporzionali)._NEWLINE_Nonostante la temperatura non sia in senso stretto una grandezza fisica, si fa riferimento alle scale termometriche usando espressioni mutuate da quelle delle altre grandezze fisiche, quindi anche per la temperatura si parla di unit\xc3\xa0 di misura.\n_START_SECTION_\nTemperatura infinita\n_START_PARAGRAPH_\nNon esiste un limite superiore per i valori di temperatura. In termini di meccanica statistica, l\'aumento di temperatura corrisponde ad un aumento dell\'occupazione degli stati microscopici a energie via via pi\xc3\xb9 alte rispetto allo stato fondamentale. Formalmente la temperatura infinita corrisponde a uno stato del sistema macroscopico in cui tutti gli stati microscopici possibili sono ugualmente probabili (o, in altri termini, sono occupati con uguale frequenza).\n_START_SECTION_\nTemperatura di Planck\n_START_PARAGRAPH_\nLa temperatura di Planck costituisce l\'unit\xc3\xa0 di misura di Planck (o unit\xc3\xa0 di misura naturale) per la temperatura. Come molti valori di Planck, essa rappresenta l\'ordine di grandezza in cui effetti quantistici e gravitazionali ("general-relativistici") non possono pi\xc3\xb9 essere trascurati gli uni rispetto agli altri, dunque individua la regione al limite della nostra capacit\xc3\xa0 di descrizione attuale (visto che non abbiamo ancora una teoria coerente della gravit\xc3\xa0 quantistica). Il fatto che corrisponda a un valore straordinariamente alto (1.415 \xc3\x97 10\xc2\xb3\xc2\xb2 K) e che quindi probabilmente \xc3\xa8 stata raggiunta solo dall\'universo in una precocissima fase immediatamente successiva (circa 10\xe2\x81\xbb\xe2\x81\xb4\xc2\xb3 secondi) al Big Bang, non costituisce un vincolo teorico sui valori fisicamente ammissibili per la temperatura.\n_START_SECTION_\nLimite sulla temperatura come conseguenza del limite della velocit\xc3\xa0 della luce\n_START_PARAGRAPH_\nL\'esistenza di un limite superiore per la velocit\xc3\xa0 degli oggetti non pone in ogni caso un limite superiore per la temperatura, per il semplice motivo che l\'energia cinetica di un corpo relativistico non \xc3\xa8 data dalla formula newtoniana che cresce quadraticamente, ma da una formula pi\xc3\xb9 complessa che d\xc3\xa0 valore infinito quando la velocit\xc3\xa0 si avvicina a quella della luce nel vuoto. Dato che la temperatura \xc3\xa8 proporzionale all\'energia cinetica (per i sistemi di particelle libere) la temperatura comunque diverge all\'avvicinarsi della velocit\xc3\xa0 media a c.\n_START_SECTION_\nTemperature negative\n_START_PARAGRAPH_\nA basse temperature, le particelle tendono a muoversi verso gli stati a pi\xc3\xb9 bassa energia. Incrementando la temperatura, le particelle si spostano in stati di energia sempre pi\xc3\xb9 alti._NEWLINE_Come detto, a temperatura infinita, il numero di particelle negli stati di energia bassi e negli stati di energia alti diventa uguale. In alcune situazioni \xc3\xa8 possibile creare un sistema in cui ci sono pi\xc3\xb9 particelle negli stati alti che in quelli bassi. Questa situazione pu\xc3\xb2 essere descritta con una "temperatura negativa"._NEWLINE_Una temperatura negativa non \xc3\xa8 inferiore allo zero assoluto, ma invece \xc3\xa8 superiore a una temperatura infinita.\n_START_SECTION_\nEsempio\n_START_PARAGRAPH_\nPrecedentemente abbiamo visto come il calore viene conservato nei vari stati traslazionali, vibrazionali, rotazionali, elettronici e nucleari di un sistema. La temperatura macroscopica di un sistema \xc3\xa8 correlata al calore totale conservato in tutti questi modi, e in un normale sistema termico l\'energia viene costantemente scambiata tra i vari modi. In alcuni casi, per\xc3\xb2, \xc3\xa8 possibile isolare uno o pi\xc3\xb9 di questi modi._NEWLINE_In pratica i modi isolati continuano a scambiare energia con gli altri, ma la scala temporale di questi scambi \xc3\xa8 molto pi\xc3\xb9 lenta di quella degli scambi all\'interno del modo isolato. Un esempio \xc3\xa8 il caso dello spin nucleare in un forte campo magnetico esterno. In questo caso l\'energia scorre abbastanza rapidamente tra gli stati di spin degli atomi interagenti, ma il trasferimento di energia verso gli altri modi \xc3\xa8 relativamente lento. Siccome il trasferimento di energia \xc3\xa8 predominante all\'interno del sistema di spin, in genere si considera una temperatura di spin distinta dalla temperatura dovuta alle altre modalit\xc3\xa0._NEWLINE_Basandoci sull\'equazione (7), possiamo dire che una temperatura positiva corrisponde alla condizione in cui l\'entropia incrementa mentre l\'energia termica viene introdotta nel sistema. Questa \xc3\xa8 la condizione normale del mondo macroscopico, ed \xc3\xa8 sempre il caso per le modalit\xc3\xa0 traslazionale, vibrazionale, rotazionale, e per quelle elettroniche e nucleari non legate allo spin. La ragione di questo \xc3\xa8 che esiste un infinito numero di queste modalit\xc3\xa0 e aggiungere calore al sistema incrementa le modalit\xc3\xa0 energeticamente accessibili, e di conseguenza l\'entropia. Ma nel caso dei sistemi di spin elettronico e nucleare ci sono solo un numero finito di modalit\xc3\xa0 disponibili (spesso solo 2, corrispondenti allo spin-up e allo spin-down). In assenza di un campo magnetico, questi stati di spin sono degeneri, ovvero corrispondono alla stessa energia. Quando un campo magnetico esterno viene applicato, i livelli di energia vengono separati, in quanto gli stati di spin che sono allineati al campo magnetico hanno un\'energia differente da quelli anti-paralleli a esso._NEWLINE_In assenza di campo magnetico, ci si aspetterebbe che questi sistemi con doppio spin abbiano circa met\xc3\xa0 degli atomi con spin-up e met\xc3\xa0 con spin-down, perch\xc3\xa9 cos\xc3\xac si massimizzerebbe l\'entropia. In seguito all\'applicazione di un campo magnetico, alcuni degli atomi tenderanno ad allinearsi in modo da minimizzare l\'energia del sistema, portando a una distribuzione con un po\' pi\xc3\xb9 di atomi negli stati a bassa energia (in questo esempio assumeremo lo spin-down come quello a minore energia). \xc3\x88 possibile aggiungere energia al sistema di spin usando delle tecniche a radio frequenza. Questo fa s\xc3\xac che gli atomi saltino da spin-down a spin-up. Siccome abbiamo iniziato con pi\xc3\xb9 di met\xc3\xa0 degli atomi in spin-down, questo porta il sistema verso una miscela 50/50, cos\xc3\xac che l\'entropia aumenta e corrisponde a una temperatura positiva. Ma a un certo punto pi\xc3\xb9 di met\xc3\xa0 degli spin passer\xc3\xa0 in spin-up e in questo caso aggiungere altra energia abbassa l\'entropia, perch\xc3\xa9 allontana il sistema dalla miscela 50/50. Questa riduzione di entropia a seguito di un\'aggiunta di energia corrisponde a una temperatura negativa.'