Perché Stefano e Giulia non sentono così freddo quando entrano

Perché Stefano e Giulia non sentono così freddo quando entrano in acqua?
Purtroppo non tutti abbiamo la possibilità di verificare immediatamente queste sensazioni direttamente in mare come Stefano e Giulia; procediamo allora molto più semplicemente utilizzando tre
bacinelle. Poniamo al centro quella che avremo riempito di acqua tiepida, le altre due (acqua calda e
fredda) ai lati. Immergiamo le mani nelle due bacinelle laterali per qualche secondo, quindi poniamole entrambe contemporaneamente in quella tiepida.
La sensazione che si prova nelle due mani è differente:
• la mano che è stata immersa nell'acqua fredda sentirà calda l'acqua della bacinella centrale
• la mano che è stata immersa nell'acqua calda sentirà fredda l'acqua della bacinella centrale
Tuttavia l'acqua è sempre la stessa! Come si spiega la diversa sensazione?
La mano mantiene memoria della sensazione termica precedente e quando viene immersa nella terza
bacinella trasmette al cervello delle informazioni coerenti con la sensazione ma non obiettive.
Possiamo rifare l’esperimento utilizzando due termometri al posto delle mani: essi ci daranno informazioni identiche quando verranno posti nell’acqua tiepida. Ciò significa che temperatura e sensazione termica costituiscono due informazioni differenti.
Pertanto, se il signore preso di mira da Giulia e Stefano avesse prima raffreddato un po’ la pelle con
una bella doccia avrebbe sicuramente sentito meno freddo immergendosi nell’acqua del mare.
Su e giù. Le peripezie dei poveri termometri
I termometri con cui gioca Luca sono detti a espansione. In
essi è presente un liquido (spesso si tratta di alcool colorato o
mercurio) che si dilata o si contrae al salire o allo scendere della temperatura del materiale con cui è a contatto. Potremmo
ipotizzare che la temperatura del negozio in cui si trova Luca,
considerato che siamo in estate, sia tra i 25 e i 30 gradi centigradi; tutti i termometri sono in equilibrio termico con la temperatura ambiente e, se ben costruiti, danno tutti un’identica
misura.
Se vogliamo provare a imitare Luca, poggiamo un dito sul bulbo di un termometro (l’ampolletta alla base della colonnina di
vetro); essendo la temperatura corporea più elevata, lo costringeremo a cercare un nuovo equilibrio termico (il liquido in
questo caso si dilata e la colonnina segna un valore più
elevato). Però la vedremo tornare al punto di partenza togliendo il dito e dando ovviamente il tempo al liquido di contrarsi e
scendere nella colonnina.
Una curiosità.
Lo sapete perché la colonnina del termometro a mercurio che misura la temperatura dell'ambiente varia in altezza con il variare della temperatura stessa e invece quella che misura la
temperatura corporea si ferma dopo aver raggiunto una temperatura massima anche se il termometro viene successivamente posto in un ambiente più freddo?
I termometri a mercurio per la temperatura corporea sono detti "di massima", in quanto mostrano la
massima temperatura a cui sono sottoposti dopo essere stati "reimpostati" scuotendoli.
Si è scelto di usare termometri "di massima" per avere una misura più precisa. Infatti il corpo umano che si trova a 36 o più gradi centigradi, è sensibilmente più caldo dell'ambiente soprattutto nei
periodi invernali; anche in pochi istanti, tra l'estrazione del termometro e la lettura della temperatura
si potrebbe perdere qualche decimo di grado, importante tuttavia per la constatazione dello stato
febbrile.
I termometri di massima sono costruiti con una strozzatura del tubicino capillare vicina al suo ingresso nel bulbo alla base. Essa ha la funzione di spezzare la colonnina di mercurio in contrazione e
quindi di lasciarla alla sua massima espansione.
Per reimpostare il termometro bisogna fare in modo che la colonnina distaccata si muova verso il
basso. Scuotendolo non facciamo altro che applicare la forza centrifuga necessaria per ottenere lo
scopo.
Sempre freddi i pomelli in ottone mentre le porte in legno no
Immaginando una temperatura nella casa di 25-30 gradi centigradi, Giulia, Luca e Stefano si sono
accorti che il pomello di metallo appariva freddo mentre quello in legno no, eppure - e basta verificarlo in casa con un termometro - si trovavano entrambi alla stessa temperatura.
Se vogliamo sperimentarlo più efficacemente, portiamo i diversi oggetti a contatto con la fronte,
giacché essa è parecchio più sensibile dei polpastrelli. Si scoprirà allora che tutti i materiali ci procurano la sensazione di freddo, e ciò non stupisce perché si trovano tutti a temperatura più bassa del
nostro corpo, però alcuni in maniera lieve o appena percettibile, altri in maniera nettamente più marcata e fra questi sicuramente i metalli.
Diciamo subito che appena due corpi a diversa temperatura sono posti nelle vicinanze l’uno dell’altro, vengono spinti da un irrefrenabile desiderio di scambiarsi energia e questa si sposta dal corpo
più caldo a quello più freddo.
Per provarlo, basta prendere tre cubetti identici di metallo, alluminio ad esempio. Scaldate uno dei
tre, poi mettetelo in mezzo e a contatto con gli altri due interponendo però un foglio di alluminio da
una parte e di plastica dall’altra. Se misurassimo la temperatura dei due cubetti laterali mentre l’esperimento è in atto, scopriremmo che questa aumenta, segno che il cubetto più caldo sta cedendo
parte del suo calore. Tuttavia, per uno dei due la temperatura salirà più in fretta - quello separato da
un foglio di alluminio - per l’altro separato con la plastica meno rapidamente.
Da qui il nome di buoni conduttori termici per i metalli e invece di isolanti (o coibenti) termici per la plastica e per i materiali con analoghe caratteristiche come il polistirolo, il legno,
la gomma.
Insomma, avete mai provato a camminare a piedi scalzi sulle
piastrelle del bagno? Dà sicuramente più fastidio che non sul
pavimento in legno della camera da letto o sulla moquette, ma
meno che su una lastra metallica.
E il pomello dei nostri protagonisti? Appare più “freddo” perché essendo metallico - quindi buon conduttore - “ruba” rapidamente calore alla mano che pertanto si raffredda sensibilmente; la porta in legno invece - cattivo conduttore - lo fa
molto più lentamente e appare più calda.