Temperatura

Temperatura

En este artículo explicaremos los conceptos relacionados a la temperatura, las unidades con las que se mide y la diferencia entre ésta y el calor.

Concepto de temperatura

Se define a la temperatura como una magnitud asociada a una noción de calor mensurable, a través de un instrumento de medición, como puede ser un termómetro. Sin embargo, desde una óptica física, se la considera a la temperatura como una magnitud escalar vinculada estrechamente con la energía interna de un sistema termodinámico.

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Esto quiere decir que se relaciona la temperatura a la energía cinética de un sistema, brindada por el movimiento de partículas que la componen. El movimiento de partículas puede ser de traslación, rotación y vibración, y a mayor movimiento de partículas mayor es su temperatura.

Por ejemplo, al tener un bloque de hielo las partículas están cristalizadas en el sólido, por lo que el movimiento particular es de vibración exclusivamente. Al fundir el hielo, pasará a estado líquido, en el que las partículas contarán con rotación y vibración en mayor medida. Pero al entregarle más temperatura al sistema, esta agua se convertirá en vapor, donde la actividad particular es mayoritariamente traslación.

Muchas propiedades fisicoquímicas de las sustancias están relacionadas con la temperatura a la que se encuentren: estado de materia (sólido, líquido, gaseoso), solubilidad, volumen, presión de bajo o conductividad eléctrica, entre otros. Además, se relaciona estrechamente con la entalpía de los sistemas, así como de la energía interna, como se postula en las tres leyes de la termodinámica. A una mayor temperatura, mayores serán ellas.

Por último, la temperatura es una propiedad intensiva, ya que no depende de la cantidad de material o tamaño del sistema, sino que le es inherente.

Características de la temperatura

  • La temperatura puede ser seca, húmeda o radiante. El primer caso se define como la temperatura del aire sin tener en cuenta el movimiento de él o su contenido de humedad. La temperatura radiante mide el calor que emiten los objetos. Por último, la temperatura húmeda es como la temperatura seca, pero en este caso se considera la humedad y movimiento del aire para realizar la medición.
  • La temperatura se ve afectada por la altitud: A mayor altura se reduce la presión atmosférica, por lo que hay menos partículas que mantienen el calor.
  • La latitud es otro factor que modifica la temperatura, debido a que en el Ecuador la superficie de la tierra recibe los rayos del sol de manera perpendicular y en los polos, estos rayos impactan de forma tangencial y por menos tiempo. Debido a esto, a mayor distancia con el Ecuador, menor es la temperatura.
Temperatura - Línea del Ecuador
Línea del Ecuador
  • La distancia de un lugar con el océano se denomina Continentalidad y ésta modifica la temperatura debido a la capacidad de los mares de humidificar el aire, haciendo que éste retenga por mayor tiempo una temperatura estable. De esa forma, al alejarnos del océano, el aire se va poniendo seco y la variación entre temperaturas de día y de noche (amplitud térmica) es mucho mayor.

Unidades de medición de la temperatura

Estas son las unidades utilizadas para la medición de temperatura.

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Temperatura - Medición

  • Grados Kelvin (K): En su escala se considera al grado 0 como cero absoluto, donde se determina la interacción nula de partículas. Equivale a -273 ° Celsius (°C) y su uso se establece en su mayoría en cálculos termodinámicos.
  • Grados Fahrenheit (F): Esta escala se diseñó con la idea de evitar temperaturas negativas y establece como puntos de congelación y ebullición del agua los 32 °F y 212 °F, respectivamente. En esta medición la amplitud del grado es mucho menor.
  • Grados Celsius (°C): También conocido como grado centígrado, se definió con dicho nombre al basar su medición estableciendo en los 100 °C el punto de ebullición del agua y en 0 °C su punto de fusión y congelamiento.

Instrumentos de medición de la temperatura

El instrumento de medición de temperatura es el termómetro, pero según el uso, la unidad de medida y los grados de amplitud que se requieran, se deberá usar de un tipo o de otro. Estos son los tipos de termómetros utilizados:

  • Termómetro líquido: Podrán estar rellenos en su vástago con mercurio o alcohol coloreado. El primer tipo tiene una mayor amplitud de medida y mayor precisión que el segundo.

Termómetro líquido

  • Termómetro de gas: Miden entre -27 y 1477 °C aproximadamente. Son de gran exactitud, pero debido a las complicaciones en su uso quedó relegado para graduar a otros termómetros.

Termómetro de gas

pirometro

  • Termómetros de platino: Llamados termómetros de resistencia, miden entre -259 y 1127 °C, teniendo como característica que su exactitud es mayor hasta los 631 °C.

Termómetros de platino

Diferencia con calor

Como hemos visto en otros artículos, pese a que calor y temperatura se relacionan conceptualmente, no significan lo mismo. El calor se asocia a la energía total de un sistema, vinculada a la actividad cinética de las partículas que lo conforman, y será diferente dependiendo de la velocidad particular, el tamaño y la cantidad. Por otro lado, la temperatura es una medida de la energía molecular media y no depende de la cantidad, tamaño o tipo de partículas.

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