Temperatura
Te explicamos qué es la temperatura, cómo se mide y qué escalas se usan. Además, tipos de temperaturas y diferencias con el calor.
¿Qué es la temperatura?
La temperatura es una magnitud escalar que se define como la cantidad de energía cinética de las partículas de una masa gaseosa, líquida o sólida. Cuanto mayor es la velocidad de las partículas, mayor es la temperatura y viceversa.
La medición de la temperatura está relacionada con la noción de frío (menor temperatura) y de calor (mayor temperatura), que se puede percibir de manera instintiva. Además, la temperatura actúa como un valor de referencia para determinar el calor normal del cuerpo humano, información que sirve para estimar estados de salud. El calor también se utiliza para los procesos químicos, industriales y metalúrgicos.
Escalas de la temperatura
Existen distintos tipos de escalas para medir la temperatura. Las más comunes son:
La escala Celsius: También conocida como “escala centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit. En esta escala, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C (cero grados centígrados) y su punto de ebullición a 100 °C.
La escala Fahrenheit: Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa. En esta escala, el punto de congelación del agua ocurre a los 32 °F (treinta y dos grados Fahrenheit) y su punto de ebullición a los 212 °F.
La escala Kelvin: Es la medida que suele utilizarse en ciencia y establece el “cero absoluto” como punto cero, lo que supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273,15 °C (grados centígrados).
La escala Rankine: Es la medida usada comúnmente en Estados Unidos para la medición de temperatura termodinámica y se define al medir los grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos o bajo cero.
¿Cómo se mide la temperatura?
La temperatura se mide mediante magnitudes termométricas, es decir, diferentes unidades que representan la temperatura a distintas escalas. Para eso se emplea un dispositivo llamado “termómetro” del que existen varios tipos dependiendo del fenómeno que se necesite medir, por ejemplo:
Dilatación y contracción. Existen termómetros para medir los gases (termómetro de gas a presión constante), los líquidos (termómetro de mercurio) y los sólidos (termómetro de columna líquida o bimetálico), que son elementos que se expanden con temperaturas altas o se contraen con temperaturas bajas.
Variación de resistencia eléctrica. Las resistencias eléctricas, es decir, los flujos de electrones que se mueven a través de un material conductor, varían según la temperatura que adquieren. Para su medición se emplean termómetros de resistencia eléctrica como los sensores (en base a una resistencia capaz de transformar la variación eléctrica en una variación de temperatura) y los termoeléctricos (que generan fuerza motriz).
Termómetro de radiación térmica. Los fenómenos de radiación emitidos en el sector industrial pueden ser medidos mediante sensores de temperatura como los pirómetros infrarrojos (para medir temperaturas muy bajas de refrigeración) y los pirómetros ópticos (para medir altas temperaturas de hornos y metales de fusión).
Potencial termoeléctrico. La unión de dos metales diferentes que se someten a temperaturas distintas entre sí, genera una fuerza electromotriz que se convierte en potencial eléctrico y que se mide en voltios.
Tipos de temperatura
Existen distintos tipos de temperatura y, por eso, se miden con diferentes herramientas, como por ejemplo:
La temperatura ambiente. Es la temperatura que se puede registrar en los espacios en los que se desenvuelve el ser humano y para su medición se emplea un termómetro ambiental que emplea valores Celsius o Fahrenheit.
La temperatura del cuerpo. Es la temperatura corporal. Se considera que 36 °C es un valor normal para el ser humano y si la temperatura supera los 37 °C (o 98°F), se considera que el individuo padece fiebre.
Otros tipos de medición de temperatura permiten calcular la sensación térmica, por ejemplo:
La temperatura seca. Es la temperatura ambiente, sin tener en cuenta la radiación calorífica del ambiente y la humedad. Se mide con un termómetro de bulbo pintado de color blanco brillante para no absorber la radiación.
La temperatura radiante. Es la temperatura de las superficies y paredes de un entorno cerrado y se mide a través de un termómetro de bulbo.
La temperatura húmeda. Es la temperatura que mide un termómetro ubicado en la sombra, con su bulbo envuelto con algodón húmedo y ubicado bajo una corriente de aire. A través de este sistema, el agua del algodón se evapora y se absorbe el calor, lo que genera una disminución de la temperatura que capta el termómetro respecto a la temperatura del ambiente. Esto da como resultado una medida de la humedad del aire que se utiliza para medir la sensación térmica.
Diferencia entre calor y temperatura
A pesar de que el calor y la temperatura son conceptos muy relacionados, no son lo mismo.
Algunas diferencias son:
Su significado. El calor es energía térmica que se debe entender como transferencia de calor, que se da cuando entre dos cuerpos hay una diferencia de temperaturas. Esa transferencia siempre tiene una dirección y es del cuerpo con mayor temperatura al de menor temperatura. La temperatura, en cambio, es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas que componen la materia.
Su símbolo. El calor se representa con la letra Q y la temperatura con la letra T.
Su efecto. La transferencia de calor a un cuerpo aumenta su temperatura. La temperatura es la energía cinética media de las partículas de ese cuerpo, que aumenta si se le entrega calor.
Su transmisión. El calor se transmite de una sustancia a otra y puede propagarse por conducción, convección o radiación. Según el tipo de propagación del calor, será el nivel de temperatura alcanzado.
Su objeto para la medición. El calor se mide con un calorímetro y la temperatura se mide con un termómetro.
Su unidad de medida. El calor se mide en julios, calorías y kilocalorías. La temperatura se mide en grados Kelvin (k), Celsius (C) o Fahrenheit (F).
Ejemplos de temperatura
Algunos ejemplos de temperaturas son:
- La temperatura del motor de un auto que está encendido es de 85 °C.
- La temperatura del ambiente, que se considera confortable, es entre los 20 ° y los 25 °C.
- La temperatura del horno encendido para preparar una pizza es de 180 °C.
- La temperatura del agua para hervir es de 100 °C.
- La temperatura corporal promedio es de 36,5 °C.
- La temperatura para alcanzar la solidificación del agua al punto de convertirse en hielo, es menor a 0 °C.
- La temperatura que es controlada por un “regulador de tensión” ubicado en el interior de un aparato eléctrico, evita que se sobrecaliente o se dañe el equipo.
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Fuente: Concepto