¿Qué es la temperatura?

1. Definición

La temperatura es una propiedad de los sistemas materiales que se mide con el termómetro, y no se transfiere. 

Es una propiedad intensiva y general, es intensiva porque no depende de la cantidad de materia y es general porque no identifica de qué sustancia se trata.

Las medidas de temperatura se expresan en diferentes unidades o escalas, las que trabajaremos en este módulo son Celsius y Kelvin, y mencionaremos Fahrenheit.

2. Diferencia entre temperatura y calor

Cotidianamente utilizamos temperatura y calor como sinónimos entre sí. Pero en ciencias no son sinónimos, son magnitudes muy diferentes.

Es necesario aclarar la diferencia entre temperatura y calor.

A continuación resaltaremos las diferencias:

TEMPERATURA

1) La temperatura es una propiedad de los sistemas que no se transfiere.                                                         

2) La temperatura se mide con un termómetro.                                                                                                      

3) La medida de temperatura se expresa en diferentes unidades: Celsius, Kelvin, etc.

CALOR

1) El calor es una forma de transferir energía.

2) La medida de calor se expresa en unidades de energía (Joule, caloría, etc.).

3. Instrumento de medida: Termómetro

El termómetro es el instrumento que mide la temperatura.

Existen distintos tipos de termómetros según sus usos; todos ellos se construyen considerando alguna propiedad de los materiales que varíe en forma proporcional al modificarse la temperatura.

Cuando el termómetro se construye con un líquido (generalmente mercurio o alcohol coloreado) se utiliza la propiedad de dilatación del mismo (se dilatará al aumentar la temperatura y se contraerá al disminuir la misma). Este tipo de termómetro se denomina termómetro de líquido.

Hay diferentes termómetros que utilizan líquidos, por ejemplo: 

a- el termómetro clínico, de uso doméstico.

b- el termómetro de laboratorio.

Actualmente el termómetro clínico, fue sustituido por el termómetro digital. 

El termómetro digital, es un instrumento que tiene la capacidad de percibir las variaciones de temperatura de manera lineal. No contamina el ambiente, debido a la ausencia de mercurio.

4. Termómetro de laboratorio

El termómetro de laboratorio es un ejemplo de termómetro de líquido. 

El mismo consta de las siguientes partes:

1) Tubo de vidrio exterior: Tiene unos 30 cm de largo y un pequeño diámetro.

2) Capilar (el nombre proviene de la palabra cabello): Es el tubo de vidrio interior. Su diámetro es muy pequeño y se ensancha en su extremo inferior.

3) Escala termométrica: Es el intervalo adecuadamente dividido que aparece pintado o en una placa de plástico ubicada detrás del capilar.

4) Sustancia termométrica: Es el líquido contenido en el termómetro. Mediante sus contracciones y dilataciones es posible medir la temperatura.

5) Bulbo: Es el extremo final del capilar. Funciona como depósito de la sustancia termométrica.

5. Escalas termométricas

En primer lugar, vamos a definir lo qué es una escala. 

Una escala es un intervalo dividido en partes iguales con valores numéricos ordenados y relacionados con una magnitud.

ESCALA TERMOMÉTRICA: es la escala que nos permite medir la temperatura.

Existen 3 escalas termométricas: 

• Escala Celsius, 
• Escala Kelvin y 
• Escala Fahrenheit.

6. Escala Celsius

Esta escala fue creada por Anders Celsius en 1742.

Para su construcción utilizó los siguientes materiales:

• Un tubo largo de vidrio.
• Mercurio como sustancia termométrica.
• Agua en ebullición (hirviendo).
• Hielo en equilibrio con agua líquida.

Eligió dos temperaturas fáciles de reproducir experimentalmente (llamadas puntos fijos): la temperatura de ebullición del agua y la temperatura de fusión del hielo.

Para la construcción de dicha escala, siguió los siguientes pasos:

1) Sumergir el extremo del tubo con mercurio en agua hirviendo. Al aumentar la temperatura el mercurio se dilata (aumenta su volumen) y así se obtiene la marca superior.

2) Introducir luego el tubo de vidrio en un recipiente conteniendo hielo y agua. Al bajar la temperatura el mercurio se contrae (disminuye su volumen) y así se obtiene la marca inferior.

3) Al intervalo entre las marcas dividirlo en 100 partes iguales. Por esta razón la escala Celsius es una escala centígrada (significa 100 grados).

4) Por último le adjudica los valores: 100 a la marca superior y 0 a la inferior.

Cabe aclarar, que la Escala Celsius, es una escala centígrada, porque su intervalo esta dividido en 100 partes iguales, donde a cada uno de los subintervalos se le denomina grado Celsius y se representa "°C".

Existen valores de temperatura en la escala Celsius mayores a 100°C y menores a 0°C.

Teóricamente no existe un límite superior de temperatura, en cambio la menor temperatura posible es - 273°C.

Otro aporte a tener en cuenta es que cuando se habla de una medida temperatura en dicha escala, por ejemplo: 25 °C, la misma se lee 25 grados Celsius y no grados centígrados.

7. Escala Kelvin

Esta escala de temperatura fue creada por Lord Kelvin en el año 1848.

En el sistema internacional la unidad de temperatura es el Kelvin que se representa "K", y es la unidad de la escala de temperatura del mismo nombre: Escala Kelvin.

La escala Kelvin se obtuvo de la siguiente forma:

1) Al - 273°C que es la menor temperatura en la escala Celsius se le adjudica el valor 0 K.

2) Se divide la escala en intervalos iguales a los de la escala Celsius.

Cabe destacar, que en esta escala todos los valores son positivos, por esta razón también se le llama ESCALA ABSOLUTA DE TEMPERATURA y al 0 K se le llama CERO ABSOLUTO, siendo este un valor teórico porque experimentalmente aún no se ha podido alcanzar.

En la escala Kelvin el intervalo entre el punto de fusión y ebullición del agua es 100 K, por lo tanto es una escala centígrada al igual que la escala Celsius.

8. Escala Fahrenheit

Fue creada en 1714 por Gabriel Daniel Fahrenheit.

Dicha escala se utiliza en países como EE.UU e Inglaterra.

La misma, no es una escala centígrada porque el intervalo entre los puntos fijos esta dividido en 180 partes y no en 100 partes.

9. Conversión de una escala a otra

 Para pasar un valor de temperatura de °C a K, se le suma 273 y para pasar de K a °C se le resta 273.

10. Créditos

Bibliografía consultada/Sitios:

• Segurola, B; Saravia, G; Szwarcfiter, M; Amoedo, A. y Uzal, C. (2010). Ciencias Físicas 2. Montevideo, Uruguay: Contexto.
  
• Ferreira, D. y Menéndez, M. (2012). Ciencias Físicas 2º. Montevideo, Uruguay: Textos del Sur
  

• Definición: https://www.importancia.org/wp-content/uploads/temperatura-corporal.jpg
• Diferencia entre temperatura y calor: http://www.curiosodato.net/wp-content/uploads/2015/11/Temperatura.jpg
• Instrumento de medida: https://isqch.files.wordpress.com/2014/03/termometros.jpg
• Termómetro de laboratorio: http://4.bp.blogspot.com/-IVr-yyIrKFA/T7RJ6xHXa3I/AAAAAAAAABU/NEEI8PKMHuI/s1600/9.JPG
• Escalas termométricas: https://www.infoenem.com.br/wp-content/uploads/2015/12/escala2.jpg
• Escala Celsius: http://3.bp.blogspot.com/-uKr22wDnjLw/TdGkp9YkPDI/AAAAAAAACB8/2ocIBzbdt8Y/s400/escala_celsius.gif
• Escala Kelvin: http://www.aprobareso.com/imagenes/escala_celsius_kelvin.gif
• Escala Fahrenheit: https://www.biografiasyvidas.com/biografia/f/fotos/fahrenheit.gif
• Conversión de una escala a otra: http://www.freepik.es/foto-gratis/pizarra-del-colegio_997938.htm
• Conversión de una escala a otra: http://1.bp.blogspot.com/_qk59h73spzs/Sct40ZLqy9I/AAAAAAAAAA4/CHljmfiqJbw/s400/escalas+term.gif
  

Autoría del Módulo: Profesores Anarella Gatto, Sebastián Mendieta y Silvia Pedreira.

agatto@uruguayeduca.edu.uy

spedreira@uruguayeduca.edu.uy

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

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Junio de 2017.