La termometria è la scienza della misurazione della temperatura. La misurazione accurata della temperatura è fondamentale in molti contesti, compresi i processi industriali nella produzione, le applicazioni ingegneristiche, la tecnologia, la ricerca scientifica, la medicina e persino le applicazioni quotidiane come la cucina. A causa della sua ampia varietà di applicazioni, la termometria è un campo ampio. Sono stati sviluppati diversi dispositivi termometrici, che vanno dai comuni termometri a mercurio o digitali utilizzati nelle abitazioni ai termistori altamente sensibili utilizzati nei processi automobilistici e industriali.
La temperatura può essere misurata attraverso una varietà di metodi diversi. I dispositivi termometrici funzionano perché un aumento o una diminuzione della temperatura influisce sulla loro struttura fisica in modo specifico e prevedibile. Poiché il calore è una forma di energia, può essere trasferito da un oggetto all’altro in situazioni in cui c’è una differenza di temperatura tra i due oggetti: un gradiente di temperatura. Questo principio è noto come conduzione.
I termometri registrano una data temperatura perché il calore viene trasferito dall’ambiente a un materiale all’interno del termometro. Ad esempio, un termometro a mercurio è costituito da mercurio, un metallo che è un liquido a temperatura e pressione ambiente, all’interno di un tubo di vetro. Il tubo di vetro viene riempito con azoto o mantenuto sotto vuoto. Quando il calore viene trasferito al mercurio in un bulbo alla base del termometro, il mercurio si espande nello spazio sopra di esso. Questa espansione di volume è dovuta al trasferimento di energia termica dall’ambiente alle particelle di mercurio, che si allontanano l’una dall’altra quando vengono energizzate.
Poiché la variazione di volume causata dal riscaldamento del mercurio avviene in modo prevedibile e costante, il termometro può essere calibrato e utilizzato come strumento di misura della temperatura. Altri tipi di termometri, sebbene varino nella sensibilità e nei tipi di materiali utilizzati, funzionano in base agli stessi principi di trasferimento del calore. Nella termometria avanzata, tuttavia, a volte è necessario utilizzare un diverso tipo di dispositivo con maggiore sensibilità, chiamato termistore.
Come un termometro, anche un termistore può essere utilizzato per misurare la temperatura, ma funziona con un meccanismo leggermente diverso. I termistori sono realizzati in materiali metallici o ceramici che aumentano o diminuiscono la resistenza alla corrente elettrica insieme all’aumento o alla diminuzione della temperatura. Poiché la relazione tra resistenza e temperatura in questi dispositivi è prevedibile in base ai materiali di cui sono fatti i dispositivi, i termistori possono essere utilizzati per misurare le variazioni di temperatura. I termistori sono ampiamente utilizzati nella termometria e prodotti in molti stili diversi.
Alcune aree pratiche in cui la termometria è importante includono l’industria automobilistica, la medicina e il mercato degli elettrodomestici. Nelle automobili, sono necessarie misurazioni precise della temperatura per garantire che i motori siano adeguatamente raffreddati. In medicina, una temperatura corporea elevata può indicare una malattia ed è monitorata da vicino. Anche gli apparecchi medici come gli incubatori si affidano a dispositivi termometrici per il funzionamento. Negli elettrodomestici, come i forni, la temperatura deve essere controllata in modo che le carni e gli altri alimenti possano essere cotti correttamente.