Definición de Temperatura

La temperatura es una cantidad física escalar asociada con el calor que puede transferir un cuerpo, aunque el calor y la temperatura en sí son conceptos diferentes. Es una variable fundamental para definir las condiciones climáticas de un espacio o región.

Evelyn Maitee Marín | Agosto 2022
Ingeniera Industrial, MSc en Física, y EdD

temp1En muchas áreas de la Física, como la termodinámica, la temperatura es de gran importancia, ya que muchas propiedades de la materia están estrechamente vinculadas a la temperatura. Por ejemplo, la energía cinética de un sistema suele incrementarse a medida que aumenta la temperatura; o la presión de un gas confinado se eleva con la temperatura. Asimismo, muchos materiales, como los metales se dilatan cuando su temperatura aumenta, y otras propiedades como la conductividad eléctrica, tienen relación con la temperatura.

Aunque como ya se ha citado, la temperatura se asocia con la capacidad de transferir calor de un cuerpo, el calor es en realidad una forma de energía en tránsito, mientras que la temperatura representa una medida de la energía térmica que posee una sustancia.

Instrumentos para medir temperatura

Con frecuencia, relacionamos la temperatura con lo caliente o frío que se encuentra un objeto al tacto. Por ejemplo, supongamos que se deja durante toda la noche en un congelador dos envases: uno de cartón y el otro de aluminio. Al extraer con la mano estos dos recipientes de congelador, se puede pensar que el envase de aluminio se encuentra a una menor temperatura (más frío) que el envase de cartón, aunque en realidad ambos se encuentran a la misma temperatura. Por esta razón, se requiere de instrumentos precisos y confiables que proporcionen una medida invariable y reproducible de esta magnitud física.

El instrumento más empleado para medir la temperatura es el termómetro, cuyo nombre proviene del griego thermo, que quiere decir “caliente” y metron que significa “medida”. Para que las medidas proporcionadas por el instrumento sean precisas, confiables y reproducibles, es indispensable que el instrumento se encuentre escalado, y que dicha escala esté relacionada a alguna propiedad de la sustancia que varíe con la temperatura, por ejemplo, la capacidad de dilatarse de algunos materiales con la temperatura.

El mercurio y el etanol, son dos sustancias sensibles a la temperatura, razón por la cual suelen emplearse en los termómetros para determinar la temperatura de un cuerpo. Así, al colocar el termómetro en contacto con el objeto al que se le desea conocer su temperatura, la altura de la columna de mercurio (o etanol) varía marcando en la escala del instrumento el equivalente de la temperatura del cuerpo.

A.P.

Los termómetros de mercurio son comúnmente utilizados para medir la temperatura de un objeto, por ejemplo, la temperatura corporal de una persona.

Otras variables relacionadas con la temperatura pueden usarse como patrón de referencia, por ejemplo, la presión de un gas o la resistencia eléctrica de un material.

¿Sabías que? El antecesor de los termómetros que conocemos en la actualidad fue el termoscopio (también llamado termobaroscopio) construido por Galileo Galilei en 1592. Este instrumento medía el calor de una sustancia.

Los tipos de termómetros más comunes son:

Termómetros de dilatación: estos termómetros se basan en la propiedad de algunos fluidos de dilatarse con el incremento de temperatura. A su vez se clasifican en:

o Termómetros de gas: consiste en un recipiente que contiene gas, el cual se conecta a su vez con una columna calibrada que contiene mercurio.

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Termómetro analógico empleado para medir la temperatura de un fluido.

o Termómetro líquido: consiste en una columna capilar que contiene un líquido termométrico (mercurio o etanol), y dicha columna se encuentra dentro de un cilindro, usualmente de vidrio o plástico que muestra la escala.

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Termómetro de vidrio que emplea una columna de líquido termométrico en un tubo escalado.

Termómetro digital: es un dispositivo dotado de componentes electrónicos que transforman la señal registrada por un sensor de calor en una señal digital mostrada en una pantalla.

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Termómetro digital para medir la temperatura corporal

Termopar: este instrumento funciona aplicando el efecto termoeléctrico, mediante el cual dos conductores metálicos de diferentes materiales generan electricidad cuando entran en contacto con una sustancia a diferente temperatura.

Pirómetro: este instrumento sirve para determinar la temperatura de un objeto a cierta distancia de este, a partir de la energía radiante emitida por los cuerpos que luego transforma en una señal digital.

A.K.

Pirómetro empleado para medir la temperatura de los cuerpos sin necesidad de estar en contacto físico con estos.

Ley cero de la Termodinámica

La ley cero de la Termodinámica da cuenta del equilibrio térmico en el que pueden encontrarse dos cuerpos tomando como referencia un tercer cuerpo “C” (digamos un termómetro). De manera pues, que si se tienen tres objetos A, B y C y se sabe que el cuerpo A se encuentra en equilibrio térmico (a la misma temperatura), con el cuerpo C, y un cuerpo B se encuentra en equilibrio térmico con el cuerpo C, se puede concluir que los cuerpos A y B, también se encuentran en equilibrio térmico entre ellos.

Escalas de temperatura

La temperatura se expresa en diferentes escalas, dependiendo del sistema de unidades que se esté empleando, por ejemplo, en el Sistema internacional de Unidades, la escala absoluta de temperatura son los grados Kelvin (K), en escala relativa se expresa en grados Celsius o Centígrados (ºC). El equivalente entre estas dos escalas es:

1 ºC = -273,15 K

Por otra parte, en el sistema inglés, la escala termodinámica para indicar la temperatura son los grados Rankine (R) y la escala relativa que se suele aplicar son los grados Fahrenheit (ºF). El factor de conversión entre estas dos escalas es:

Grados R = Grados Fº + 459,67

Adicionalmente, también se emplea la siguiente conversión entre escalas relativas:

Grados ºC = 5(ºF – 32)/9

Nota: el resultado de calcular o medir la temperatura es una cantidad escalar que puede ser positiva, negativa o nula.

 
 
 
 
Por: Evelyn Maitee Marín. Ingeniera industrial con maestría en Ciencias aplicadas de Física y doctorado en Ciencias de la Educación. Profesora de la Universidad del Zulia.
Art. actualizado: Agosto 2022; sobre el original de enero, 2009.
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