Para saber qué es la temperatura es necesario saber conceptualizarla, así como conocer sus tipos de medida y escalas termométricas.
La temperatura es una cantidad física definida como la medida del grado de agitación de las moléculas que forman parte de cualquier cuerpo. En este sentido, a mayor agitación de las moléculas, mayor temperatura del cuerpo, lo que lo hace más caliente, por ejemplo.
Sin embargo, se puede medir usando una escala termométrica formada a partir del comportamiento de la expansión térmica. Y el objeto más efectivo para medirlo es el termómetro.
Sin embargo, la precisión en la medición de temperaturas es
obtenido mediante el uso de escalas termométricas. En este sentido, las tres escalas utilizadas son Kelvin (K), Celsius (C) y Fahrenheit (F). En Brasil , se usa Celsius, mientras que otros países de habla inglesa han adoptado la escala Fahrenheit.
¿Qué es la temperatura?
La temperatura es la medida del grado de vibración de las moléculas que entran en la composición de un cuerpo. Este cuerpo se estabilizará a la temperatura caliente si la vibración molecular se vuelve alta. Si se mantiene bajo, la temperatura será fría.
Es una de las magnitudes de la Física, ya que se encarga de la caracterización del estado térmico de un cuerpo o sistema. Se mide en escalas, según el sistema internacional de unidades. Este sistema se encarga de la estandarización de unidades de diversas magnitudes, con el fin de facilitar su uso a nivel mundial.
En teoría podemos decir que no existe un valor máximo para la temperatura de un cuerpo. No se puede decir lo mismo del valor mínimo, que es el cero absoluto. Es decir, la temperatura más baja que se puede encontrar en una escala termométrica. Esta temperatura teórica equivale a cero Kelvin (0 K), y es el estado en el que debe reposar por completo la totalidad absoluta de las partículas que componen un sistema termodinámico.
Sin embargo, según la Tercera Ley de la Termodinámica, no se puede llegar al cero absoluto, por mucho que se intente enfriar un cuerpo, y esto se logra aplicando el Principio de Incertidumbre de la Física Cuántica .
También es importante recalcar que la Termología es la parte de la física encargada del estudio de los fenómenos relacionados con el calentamiento, enfriamiento, etc. Y la Termometría es la parte de la Termología que estudia las temperaturas, los termómetros y las escalas termométricas.
Tampoco debemos confundir temperatura y calor, ya que son conceptos similares, pero tienen significados diferentes en termología. El calor es una forma de energía, mientras que la temperatura es una medida de la energía cinética de los átomos y moléculas en un cuerpo determinado.
¿Cómo se miden las temperaturas?
La forma más efectiva de medir temperaturas es a través de una escala termométrica, que se construye a partir del comportamiento de la expansión térmica. Es porque, cuando calentamos un determinado cuerpo, las moléculas contenidas en él vibran con mayor intensidad y, por ello, se alejan unas de otras, y así se produce una dilatación térmica. Por otro lado, si enfriamos el mismo cuerpo, nos encontraremos con el fenómeno de la contracción térmica.
Podemos poner como ejemplo una práctica muy habitual en nuestra residencia, que es valorar si una persona tiene o no fiebre. En este caso, por supuesto, utilizaremos un termómetro de mercurio, un elemento químico sensible a los cambios de temperatura. En este aparato hay un recipiente redondeado adherido a paredes delgadas, y cuando sube la temperatura, las moléculas de mercurio se agitan y llenan el tubo capilar. Como hay varias marcas, hasta dónde llega el nivel de metal es la temperatura que se encuentra.
El termómetro toca a una persona y el mercurio que está dentro se calienta y se expande, alcanzando entonces la misma temperatura que el cuerpo. Cuando esto ocurre, decimos que se ha alcanzado el equilibrio térmico. El hilo de mercurio en movimiento muestra el valor indicado por una escala termométrica que es igual a la temperatura corporal febril. Por esta razón, es muy importante para nosotros saber más sobre estas escalas.
Más información sobre escalas termométricas
Las escalas termométricas (o de temperatura) se utilizan para medir con precisión la temperatura de un cuerpo. Es interesante notar que cuando medimos la temperatura de la atmósfera de un ambiente, por ejemplo, no solo estamos descubriendo la sensación térmica que sentimos en ese momento. Es mucho más complejo, ya que la medida se refiere a la energía cinética de las partículas de gas suspendidas en el aire.
Vale la pena mencionar que las tres escalas principales de temperatura son Kelvin (K), Celsius (C) y Fahrenheit (F). En la siguiente tabla podemos diferenciar los puntos de fusión y ebullición entre las escalas:
escala Celsius
Esta es la escala utilizada en Brasil, así como en gran parte del mundo. Su estipulación tuvo lugar en el año 1742, con base en los estudios del astrónomo y físico sueco Anders Celsius. La referencia para utilizar esta escala es la temperatura de congelación del agua a presión normal (0 °C), además de la temperatura de ebullición del agua también a presión normal (100 °C).
escala Fahrenheit
La escala Fahrenheit se originó en 1708 y fue desarrollada por el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit. Se usa en países de habla inglesa, como Estados Unidos . Para su creación, el físico tomó como referencia la temperatura de una mezcla de hielo y cloruro de amonio (0 °F), así como la temperatura del cuerpo humano (100 °F). Solo para comparar con la escala Celsius: 0 °C = 32 °F y 100 °C = 212 °F
escala Kelvin
Creado por el físico inglés William Thompson (Lord Kelvin), su referencia es la temperatura mínima de agitación de una molécula (0 k), utilizando cálculos en la escala Celsius. Fue propuesta en 1848, y también se le llama escala absoluta. Una peculiaridad interesante es la no utilización de la expresión grado, por ejemplo, 0 K debería leerse cero Kelvin en lugar de cero grado Kelvin. En comparación con la escala Celsius, tenemos -273 °C = 0 K y 0 °C = 273 K y 100 °C = 373 K
Conversión de temperatura
Cuando sea necesario expresar una temperatura de una escala a otra, será necesario establecer una conversión de similitud geométrica. Tenga en cuenta en la siguiente fórmula la relación para convertir las escalas de temperatura entre sí:
Donde TC = temperatura en Celsius, TF = temperatura en Fahrenheit y TK = temperatura en kelvin.
Usando esta forma, podemos convertir temperaturas expresadas en grados Celsius, Fahrenheit o Kelvin. Para hacerlo, simplemente reemplace las variables Tc, Tf o Tk con la temperatura que desea convertir.
¿Tu sabia?
- La temperatura de la llama de una cerilla puede alcanzar los 2000 °C, sin embargo, la cantidad de calor que se desprende es insignificante.
- Al tocar un objeto metálico, tenemos la sensación de que está frío, pero, en realidad, su temperatura es la misma que la de otros objetos cercanos. Esto se debe a su excepcional capacidad para absorber o transferir calor.
- La temperatura más baja posible es 0 K, también conocida como “cero absoluto”.
- La escala Kelvin se diferencia de las demás porque es la única que no tiene valores negativos.
¿Te ha gustado este artículo? Así que, si te gusta la física, no dejes de consultar el interesante artículo sobre la Ley de Faraday .