Se si misura la temperatura rispetto allo zero assoluto, la temperatura è una temperatura assoluta; lo zero assoluto è 0.
La scala di temperatura assoluta più usata è la Kelvin, simboleggiata con una K maiuscola, che usa i gradi della scala Celsius (ce n’è un’altra, la Rankine, che è legata alla scala Fahrenheit). Scriviamo le temperature in kelvin senza il simbolo dei gradi; lo zero assoluto è 0 K.
Un altro nome per la temperatura assoluta è temperatura termodinamica. Perché? Perché la temperatura assoluta è direttamente collegata alla termodinamica; infatti è la Legge Zero della Termodinamica che porta ad una definizione (formale) di temperatura (termodinamica).
In parole povere, la temperatura di un oggetto (o simile, come il gas in un palloncino) misura l’energia cinetica delle particelle (atomi, molecole, ecc.) della materia di cui è composto … in senso medio, e macroscopicamente. Si noti che i blob di materia hanno molta più energia che la sola energia cinetica degli atomi nel blob – c’è l’energia che tiene insieme gli atomi nelle molecole (se ce ne sono), l’energia di legame dei nuclei (a meno che il blog sia idrogeno puro, senza deuterio), e così via; nessuna di queste energie viene contata nella temperatura del blob.
Si potrebbe pensare che allo zero assoluto una sostanza sia nel suo stato energetico più basso possibile, specialmente se è un composto puro (o un elemento isotopicamente puro). Beh, non è proprio così semplice … lasciando da parte l’energia del punto zero (qualcosa di abbastanza controintuitivo, dalla meccanica quantistica), c’è il fatto che molti solidi hanno diverse strutture cristalline stabili (anche a 0 K), ma solo una con energia minima. Poi c’è l’elio, che è un liquido a 0 K (la fase solida di una sostanza ha un’energia più bassa della corrispondente fase liquida), a meno che non sia sotto pressione.
Il Kelvin è una delle unità di base del Sistema Internazionale di Unità (SI) (ce ne sono sette), ed è definito con riferimento al punto triplo dell’acqua (“Il kelvin, unità della temperatura termodinamica, è la frazione 1/273.16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua” è la definizione del 1967/8; quella attuale – adottata nel 2005 – la amplia per tenere conto delle variazioni isotrope).
Perché si chiama Kelvin? Perché William Thompson – Lord Kelvin – è stato il primo a descrivere una scala di temperatura assoluta, in un documento che ha scritto nel 1848; ha anche stimato che lo zero assoluto era -273o C.
Project Skymath ha una bella introduzione alla temperatura assoluta.
Alcuni materiali di Universe Today che potresti trovare interessanti: Zero assoluto, la temperatura più fredda mai creata e la prima luce di Planck.
Si può trovare del materiale interessante.