TEMPERATURA:

Introducción:

Se hace necesario establecer una escala que permita clasificar las temperaturas por orden creciente. Para ello basta encontrar un fenómeno físico que sea una función constantemente creciente o decreciente en un rango de temperaturas utilizables.

Entre los fenómenos físicos más conocidos que se han empleado para clasificar temperaturas y hacer termómetros podemos citar:

• Dilatación y contracción: de sólidos, líquidos o gases. Con ello se han construido desde los clásicos termómetros de columna líquida, hasta los termómetros bimetálicos.
• Variación de Resistencia Eléctrica: la variación de resistencia eléctrica con la temperatura se usa en termómetros en base a termistores y termómetros de resistencia eléctrica (resistencia de Platino, PT100).
• Potencial termoeléctrico: si la unión de dos metales diferentes se somete a un gradiente de temperatura, se genera una fuerza electromotriz (fem). Este es el llamado efecto Seebeck y es la base en que se sustentan las termocuplas.
• Radiación electromagnética: tanto los pirómetros infrarojos como los pirómetros ópticos se basan en los fenómenos de radiación para medir temperatura. Ambos tienen la ventaja de que pueden medir a distancia. Los primeros se utilizan para temperaturas muy bajas y los segundos para altas temperaturas (hornos, metales en fusión).

Equilibrio Térmico:

Se puede además verificar la siguiente proposición:
 

Esta proposición se conoce a veces como el Principio Cero de la Termodinámica. Permite de hecho el establecer escalas de temperaturas y hacer termómetros. En efecto, si A es el cuerpo termométrico y lo hemos calibrado poniendolo en equilibrio térmico con una sucesión de cuerpos B₁ a B_n que están a diferentes temperaturas T₁aT_n, entonces podemos usar A para medir temperaturas en ese rango.

Escala Empírica de Temperaturas:

• Un cuerpo Termométrico: es decir un cuerpo en que alguna propiedad varíe en forma contínua y medible con la temperatura.
• Un punto de partida: un origen, facilmente reproducible, desde donde partirá nuestra escala (en buenas cuentas el cero).
• Una unidad: es decir la magnitud que queremos asociar a un grado de temperatura.

Cuerpo Termométrico:

Parece curioso emplear (de verdad) un termómetro basado en un gas ideal. Sin embargo existen una serie de buenas razones que sustentan esta elección. En particular:

• Alto coeficiente de dilatación de los gases: un gas tiene un coeficiente de dilatación del orden de 1/273 por ºC de aumento de temperatura. Por lo tanto se pueden tener señales significativas para variaciones pequeñas de temperatura.
• Comportamiento real de los gases: los gases reales de bajo peso molecular tienen un comportamiento muy similar a un gas perfecto para presiones no muy elevadas y un amplio rango de temperaturas.

Si bien desde el punto de vista teórico el termómetro de gas es el mejor, no es tan sencillo definirlo así en la práctica. Así que el patrón secundario que normalmente se emplea es el termómetro de resistencia de platino.

Punto de Partida:

Antes de la escala Centígrado existió la escala Celsius, que es prima hermana y difiere solo en el punto de partida.

La escala Centígrado usa el punto triple del agua como punto de partida. El punto triple del agua es la temperatura donde coexisten en equilibrio la fase sólida (hielo), líquida y gaseosa (vapor de agua). Este equivale a 273,16ºK de temperatura absoluta.

La escala Celsius usaba como punto de partida la temperatura de fusión del hielo a una atmósfera de presión. Esto equivale a 273,15ºK.

En el caso de la escala Fahrenheit, su punto de partida es diferente. Actualmente está referida a la escala Centígrado. Actualmente se define como 32ºF al punto de fusión del hielo a una atmósfera de presión. Antiguamente el 0ºF correspondía a la temperatura de fusión de una mezcla frigorífica. La idea original del Doctor Fahrenheit era tener un 0º que correspondiera a la temperatura más baja alcanzable.

Unidad de Medida:

Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 5/9 de 1ºC. Antiguamente el 100ºF correspondía a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formación médica de su creador). Así alguien tiene fiebre cuando está sobre 100ºF!

En lo recién visto se constata de que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia pocos precisos, a diferencia de la escala Centígrado. Esto hace que actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centígrado.

Para pasar de grados Centígrado a grados Fahrenheit, usar la siguiente conversión:

Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centígrado, usar la siguiente conversión:

Escala Absoluta de Temperaturas:

• Existen dos unidades básicas para medir temperatura en forma absoluta: el grado Kelvin [K] y el grado Rankine [R]. En magnitud 1ºK = 1ºC y 1ºR = 1ºF.

• El 0ºK = -273,16ºC

• Es la temperatura más baja posible.

Puntos Termométricos:

Mayor Información: