CHE COSA FAR NOTARE

Lo sperimentatore proverà sull’avambraccio ricoperto dal telo, una sensazione di caldo mentre, con la mano, sentirà che il telo è freddo. E’ necessario che la mano stia appoggiata sul telo solo per un breve momento altrimenti la superficie fredda si riscalderà al contatto con la mano.

   CHE COSA SUCCEDE

Il nostro avambraccio a contatto con una superficie più fredda, emette calore anche sotto forma di raggi infrarossi che il telo riflette sulla pelle stessa riscaldando l’aria che lo circonda; i "sensori di caldo" vengono attivati e noi abbiamo una sensazione di caldo e di benessere. Nella realtà però il telo ha variato di poco o nulla la sua temperatura e i sensori dislocati sulla mano appoggiata all’esterno non possono che rilevare una sensazione di freddo. In condizioni normali e in una stanza senza correnti d’aria emettiamo per infrarossi circa il 60% del calore che dissipiamo.

Ogni corpo emette radiazione come conseguenza del fatto che si trova ad una certa temperatura. Questa radiazione può essere prevalentemente luminosa, con componenti anche nell'infrarosso e nell'ultravioletto, per i  corpi con temperatura di qualche migliaio di gradi, come il Sole (che ha una temperatura superficiale di circa 6000 gradi centigradi). Tutti gli oggetti della nostra vita quotidiana, persone e animali, che hanno temperature più basse, qualche grado o decina di gradi, emettono infrarossi (indicati con la sigla IR).

L'interpretazione della situazione di vita quotidiana è complessa poichè richiede sia di considerare il ruolo della vetrata e della parete rispetto all'ambiente esterno che rispetto a noi "sorgenti di radiazione infrarossa". Considerando solo quest'ultimo aspetto possiamo dire che i raggi infrarossi che emettiamo nell'ambiente circostante sono assorbiti sia dalla vetrata che dal muro. Per il diverso materiale di cui sono fatti e il loro diverso spessore, la vetrata è un cattivo isolante, dissipa velocemente il calore  verso l'esterno, pertanto non si riscalda e non ci rimanda una quantità di IR sufficiente a  riequilibrare quelli da noi emessi;  la parete è un buon isolante, dissipa meno velocemente il calore  e  riesce a riequilibrare , almeno parzialmente, quel che perdiamo.

In fisica si definisce sorgente di calore, qualunque corpo in grado di fornire calore ad altri corpi più freddi.

Può essere utile distinguere tra  sorgenti con produzione di calore, corpi che hanno un meccanismo interno di produzione di calore  e che quindi riscaldano senza raffreddarsi; e in sorgenti di calore senza produzione, corpi che  riscaldano oggetti più freddi di loro, ma raffreddandosi.

Bisogna anche essere consapevoli del diverso linguaggio utilizzato dalla fisica e dalla biologia nel trattare i fenomeni termici. La fisica utilizza un solo concetto "il calore" che può essere assorbito o ceduto. La distinzione tra caldo e freddo si riferisce solitamente a un confronto tra corpi a temperatura più alta (caldi) e corpi a temperatura più bassa (freddi). Nella vita quotidiana o in biologia diciamo  invece che un ambiente a 5°C è freddo,   perché facciamo riferimento implicitamente a un ambiente a   temperatura di 20° - 25° C, condizione ottimale alla quale il nostro organismo deve fare il minimo sforzo per mantenere costante la propria temperatura. Non solo, nella nostra pelle esistono recettori distinti per il caldo e per il freddo in quanto sensibili al passaggio di calore in entrata o in uscita rispettivamente.

Lo studio di fenomeni termici che partono dall’osservazione della realtà e arrivano a far costruire le chiavi interpretative tipiche della fisica e della biologia richiederebbe uno studio apposito. (Per suggerimenti di riflessione sui concetti termici fondamentali  e di attività sperimentali per percorsi in classe si  veda ad esempio il libro "Calore e temperatura" di E. Giordano, C. Longo, P. Majorino Bonelli, Emme ed. 1989)