Definición de temperatura

La palabra temperatura deriva del latín temperatura, y se usa este concepto para hablar de la magnitud física mediante la que se indica el nivel de calor en cuerpos y ambientes. Podemos relacionarla con las dos modalidades usuales de magnitudes: el frío, que señala una temperatura baja, y el calor, que marca una más alta.

Las formas en que la temperatura puede medirse se realizan, tradicionalmente, mediante los grados Kelvin (K). Sin embargo, hay otros dos sistemas para ello: los grados Fahrenheit y los grados Celsius. Más adelante detallaremos las diferencias entre estos tres.

Ahora pasaremos a desarrollar qué es la temperatura en distintas áreas.

La temperatura y la física.

Como adelantamos, la temperatura es una magnitud que hace referencia a las ideas conocidas de “calor” y “frío”. En una terminología más específica, este concepto hace alusión a la magnitud con que se mide la energía cinética propia de un sistema termodinámico. ¿Qué significa esto? Energía cinética hace alusión a la energía que alcanza un cuerpo al moverse, y puede definirse, en términos técnicos, como la cantidad de trabajo que se necesita para acelerar un cuerpo que está en reposo, que tiene una determinada masa, y para el que se requerirá una cierta velocidad. Por su parte, “sistema termodinámico” hace referencia a aquella parte del universo físico que se delimita para ser observado. Todo aquello por fuera de este sistema termodinámico es el entorno. Así, por ejemplo, una pileta llena de agua será un sistema termodinámico del tipo denominado abierto, ya que sí puede tener una interacción con el entorno por influjo del calor.

En términos generales, esto significa que, cuando hay un mayor movimiento en este sistema, la temperatura aumentará, por lo que su magnitud térmica es mayor; y, cuando este movimiento sea menor, la temperatura descenderá, y la magnitud térmica será menor.

Temperatura y química.

En la línea de las anteriores definiciones, la temperatura aquí expresa en qué grado circulan los átomos que conforman un cuerpo o un objeto: mayor temperatura indica mayor movimiento; menor temperatura, menor movimiento. Así, la energía del objeto se va a traducir en calor.

Temperatura y estados.

Tanto en la física como en la química, hay tres tipos de estado que se miden en función de la magnitud térmica de un cuerpo. A continuación los describiremos y tomaremos como ejemplo el agua.

Estado sólido.

Técnicamente, hace referencia a un nexo o unión rígida en las partículas de un cuerpo, lo que dará una forma rígida, en el sentido de que no es probable que pueda deformarse. Si pensamos esto desde la temperatura de este cuerpo, está sólido cuando tiene una temperatura menor a 0 °C: cuando el agua está en este estado, se produce lo que se conoce como hielo. Por otra parte, el ejemplo del cuerpo sólido más duro que conocemos es el diamante, cuyas propiedades físicas hacen que sea casi imposible atravesarlo, romperlo o que pueda tener marcas: posee un alto umbral de resistencia, incluso ante otros objetos en estado sólido.

Estado líquido.

Aquí, las partículas del cuerpo estarán un poco más separadas, lo que permite que este objeto se adapte (y esta es su principal característica) al contenedor o recipiente donde están. Su temperatura oscilará entre 1 °C y los 99 °C.

Estado gaseoso.

Es cuando las moléculas de un cuerpo tienen poca (no nula) fuerza de cohesión o nexo entre ellas, lo que implica que no pueden unirse completamente. Esto da como resultado que el espacio que ocupan no está definido, dado que tales partículas se expanden. En la temperatura, implica que ha superado los 100 °C: este es el grado en el que el agua se evapora (agua hirviendo).

Hay una relación entre estos tres estados:

• El paso del estado sólido al líquido se denomina fusión.
• El estado inverso, de líquido a sólido, es la solidificación.
• Del estado líquido al gaseoso ocurre la evaporación.
• A la inversa, de gaseoso a líquido, se produce la condensación.

¿Cómo se mide la temperatura?.

Tal y como mencionamos al principio, tenemos tres tipos de unidades para esto: Kelvin, Celsius y Fahrenheit. Cada una de estas escalas lleva el nombre de quien las propuso: William Thompson, primer barón de Kelvin; Anders Celsius, un astrónomo y físico de Suecia; y Daniel Gabriel Fahrenheit, físico e ingeniero alemán.

La escala Celsius fue presentada en 1742, y el 0 °C indica el punto en el que el agua está empezando a congelarse. Dado que Celsius tomó una escala que dividió en cien partes iguales con intervalos de un grado entre cada una, también se le denomina escala centígrada (y a sus grados, grados centígrados).

Por otra parte, la escala que Daniel Gabriel Fahrenheit presentó hacia 1724, tiene otro método para calcular la temperatura: utilizó tres elementos (sal, agua y hielo), con los que pudo obtener la temperatura más baja posible, y ese fue su 0 °F. La más alta, por su parte, fue la temperatura promedio del cuerpo de una persona, que tuvo asignado un 96 °F. Lo que en Celsius es punto de congelación, 0 °C, en esta escala la misma temperatura se expresará en 32 °F (y lo que en 100 °C es ebullición, aquí será 212 °F).

Finalmente, el barón de Kelvin ha propuesto lo que se considera una escala absoluta en términos de temperatura. ¿Qué significa esto? Que este es el punto en el que los átomos y las moléculas de un cuerpo no pueden descender más en su temperatura: es el límite, que estableció en -273,15 °C.

Ahora bien, ¿cómo podremos entender las relaciones entre estas tres escalas de temperatura? Tomemos las siguientes equivalencias:

• Punto de ebullición del agua:

100 °C = 212 °F = 373 °K

• Punto de fusión del agua:

0 °C = 32 °F = 273 °K

• Cero absoluto:

-273,15 °C = -460 °F = 0 °K.

Instrumentos con los cuales medir la temperatura.

Algunos instrumentos para medir temperatura datan de muchos años, como el termómetro de mercurio. Curiosamente, su creador fue Fahrenheit, en 1714 (10 años antes de sistematizar las unidades de su escala). Funciona gracias a un cilindro de vidrio que contiene dentro de sí una pequeña cantidad de mercurio, que es un elemento que reacciona rápidamente a la temperatura (es altamente sensible).

Sin embargo, el mercurio es también peligroso, por lo que hoy hay otras opciones en el mercado. El termómetro digital contiene un sensor de calor electrónico que, al percibir variaciones, empezará a convertir esta variación en números que se verán en la pequeña pantalla que incluye. Hay que tener en cuenta que muchas veces su eficacia depende de condiciones ambientales. Sin embargo, esta alternativa se presenta como una menos peligrosa que la anterior: en caso de que el mercurio, tras un golpe, quede expuesto, se transforma en un vapor que puede ser tóxico, además de perjudicial si entra en contacto con ojos o manos.

Citar este artículo

Fernández, A. M. (7 de diciembre de 2021). Definición de temperatura. Estados, escalas de temperatura e instrumentos. Definicion.com. https://definicion.com/temperatura/