¿Qué es la Temperatura?
La temperatura es una magnitud física que nos indica el grado de agitación de las moléculas que forman un cuerpo. Cuanto más se mueven las moléculas, mayor es la temperatura, y viceversa. La temperatura nos da una idea de lo caliente o frío que está un cuerpo en relación con otro.
Cómo se mide
Para medir la temperatura se utiliza un instrumento llamado termómetro, que consiste en un tubo de vidrio con un líquido en su interior, generalmente mercurio o alcohol.
Existen diferentes formas de medir la temperatura, dependiendo de la escala que se utilice. Las más comunes son: escala Celsius, la Farenheit y la Kelvin. Más abajo, hablaremos de cada una de ellas.
Cómo funciona el termómetro
El termómetro funciona aprovechando el fenómeno de la dilatación térmica, que consiste en que los cuerpos cambian su volumen según la temperatura. El líquido de su interior se dilata o contrae según la temperatura del cuerpo con el que está en contacto, y sube o baja por el tubo marcando una escala graduada.
Escalas de temperatura
Ya hemos visto las tres escalas de temperatura más utilizadas: Celsius, Fahrenheit y Kelvin. Cada una tiene sus ventajas e inconvenientes, y se usa para diferentes fines.
Escala Celsius
Este sistema divide el intervalo entre el punto de congelación y el punto de ebullición del agua en 100 partes iguales, llamadas grados Celsius o centígrados (ºC). El punto de congelación del agua es 0 ºC y el punto de ebullición es 100 ºC.
La escala Celsius es la más usada en la vida cotidiana y en la mayoría de los países del mundo. Es fácil de entender y de relacionar con los cambios de estado del agua.
Escala Fahrenheit
Usa el mismo intervalo pero dividido en 180 partes iguales, llamadas grados Fahrenheit (ºF). El punto de congelación del agua es 32 ºF y el punto de ebullición es 212 ºF.
La escala Fahrenheit es la más usada en Estados Unidos y algunos otros países anglosajones. Tiene la ventaja de que evita los números negativos para las temperaturas habituales en la Tierra, pero tiene la desventaja de que es más difícil de convertir en otras escalas.
Escala Kelvin
Mide la temperatura a partir del cero absoluto, que es la temperatura más baja posible, donde las moléculas no se mueven. El cero absoluto es -273,15 ºC o -459,67 ºF. La escala Kelvin no utiliza grados, sino simplemente kelvin (K).
La escala Kelvin es la más usada en el ámbito científico y técnico, ya que es la única que tiene un punto de referencia absoluto, el cero absoluto. Tiene la ventaja de que no utiliza grados, sino unidades, lo que facilita las operaciones matemáticas. Tiene la desventaja de que tiene números muy grandes para las temperaturas habituales en la Tierra.
Conversión de escalas
Para convertir una escala en otra se pueden utilizar las siguientes fórmulas:
- De Celsius a Fahrenheit: ºF = (ºC x 1,8) + 32
- De Fahrenheit a Celsius: ºC = (ºF - 32) / 1,8
- De Celsius a Kelvin: K = ºC + 273,15
- De Kelvin a Celsius: ºC = K - 273,15
Temperatura y el estado de la materia
La temperatura influye en el estado de la materia, es decir, en la forma en que se presenta un cuerpo: sólido, líquido o gaseoso. Los cuerpos cambian de estado cuando se calientan o se enfrían lo suficiente como para superar ciertos puntos críticos llamados puntos de fusión y puntos de ebullición.
El punto de fusión es la temperatura a la que un cuerpo pasa de sólido a líquido o viceversa. Por ejemplo, el punto de fusión del agua es 0 ºC o 32 ºF, lo que significa que a esa temperatura el agua se congela o se derrite.
El punto de ebullición es la temperatura a la que un cuerpo pasa de líquido a gaseoso o viceversa. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua es 100 ºC o 212 ºF, lo que significa que a esa temperatura el agua se evapora o se condensa.
Los puntos de fusión y ebullición dependen de la presión atmosférica, por lo que pueden variar según la altitud. A mayor altitud, menor presión y menor temperatura necesaria para cambiar de estado.
Diferencias entre temperatura y calor
A menudo se confunden los conceptos de temperatura y calor, pero no son lo mismo.
La temperatura es una medida del grado de agitación de las moléculas de un cuerpo, mientras que el calor es una forma de energía que se transfiere entre los cuerpos debido a una diferencia de temperatura.
Cuando dos cuerpos están en contacto y tienen distinta temperatura, el calor fluye del cuerpo más caliente al más frío hasta que ambos alcanzan el equilibrio térmico, es decir, la misma temperatura.
