Sensores de medición de temperatura

Definición de temperatura

Definición de temperatura

La temperatura es una magnitud física de la materia que expresa cuantitativamente las nociones comunes de calor y frío. Los objetos de baja temperatura son fríos, mientras que objetos de temperaturas más altas los consideramos tibios o calientes. La temperatura se mide cuantitativamente con termómetros. Los termómetros pueden ser calibrados respecto a diferentes escalas de temperatura.

Escalas para medir la temperatura

Las tres escalas más habituales para medir la temperatura són:

  • La escala Celsius (grados centígrados)
  • La escala Kelvin
  • La escala Fahrenheit

Casi todo el mundo utiliza la escala Celsius (° C) para la medida de la mayoría de las temperaturas. La variación de temperatura entre un grado y el siguiente en una escala Celsius és la misma variación que en una escala Kelvin. La diferencia entre las escalas Celsius y Kelvin está en la fijación de su punto nulo: en la esala Celsius los 0ºC corresponen al punto de congelación del agua. Esta temperatura expersada en la escala Kelvin corresponde a los 273,15 kelvins (273,15 K). El punto nuclo de la escala Kelvin, los 0 kelvins, corresponde a la temperatura mínima a la que podría llegar teóricamente un cuerpo. Más frío que los 0 kelvins és impossible.

Sin embargo, hay algunos pocos países, sobre todo los Estados Unidos, donde todavía se utiliza la escala Fahrenheit en la vida diaria. Se trata de una escala de temperaturas histórica en la que el punto de congelación del agua se situa a los 32 ° F y la temperatura de ebullición del agua se situa a los 212 ° F.

La unidad de medida de la temperatura en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el Kelvin. El Kelvin, es por lo tanto, la unidad usada por los científicos.

A efectos prácticos de la medida de la temperatura dentro de los campos de la ciencia, el Sistema Internacional de Unidades (SI) define una escala y una unidad para la temperatura termodinámica basándose en el punto triple del agua. El punto triple es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor. El punto triple del agua es un segundo punto de referencia fácilmente reproducible.

Por razones históricas, el punto triple del agua ha sido fijado en 273,16 unidades del intervalo de medida. Este intervalo se llama kelvin (en minúscula) representado con el símbolo K (en mayúscula) en honor del físico escocés William Thomson (Lord Kelvin) que definió por primera vez la escala.

La temperatura y la termodinámica

La transferencia de calor está relacionada en el cambio de temperatura si no hay cambio de fase. Termodinámica.

Una de las principales propiedades estudiadas en el campo de la termodinámica es la temperatura. En la termodinámica son especialmente importantes las diferencias de temperatura entre diferentes regiones de la materia. Estas diferencias son las que permiten el movimiento del calor de una región a otra. El calor es que es la transferencia de la energía térmica.

Espontáneamente, el calor fluye sólo de las regiones de mayor temperatura en las regiones de menor temperatura. Tal y como se establece en la segunda ley de la termodinámica en el enunciado de Clausius. De modo que si no se transfiere calor entre dos objetos es porque ambos objetos tienen la misma temperatura.

Según el enfoque de la termodinámica clásica, la temperatura de un objeto varía proporcionalmente a la velocidad de las partículas que contiene. No depende del número de partículas (de la masa) sino de su velocidad media: a mayor temperatura mayor velocidad media. Por tanto, la temperatura está ligada directamente a la energía cinética media de las partículas que se mueven en relación al centro de masa del objeto.

La temperatura es una variable intensiva, ya que es independiente de la cantidad de las partículas contenidas en el interior de un objeto, ya sean átomos, moléculas o electrones. La temperatura es una propiedad que no depende ni de la cantidad de sustancia ni del tipo de material.

¿Cómo se mide la temperatura?

Para poder determinar la temperatura de un sistema, éste debe estar en equilibrio termodinámico. Se puede considerar que la temperatura varía con la posición sólo si para cada punto hay una pequeña zona a su alrededor que se puede tratar como un sistema termodinámico en equilibrio. En la termodinámica estadística, en vez de partículas se habla de grados de libertad. En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado o proceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno.

En un enfoque más fundamental, la definición empírica de la temperatura se deriva de las condiciones del equilibrio térmico, que son expresadas al principio cero de la termodinámica. Cuando dos sistemas están en equilibrio térmico tienen la misma temperatura. La extensión de este principio como una relación de equivalencia entre varios sistemas justifica fundamentalmente la utilización del termómetro y establece los principios de su construcción para medir la temperatura. Aunque la ley cero de la termodinámica permitiría la definición empírica de muchas escalas de temperatura, la segunda ley de la termodinámica selecciona una única definición como la preferida: la temperatura absoluta, conocida como temperatura termodinámica.

Esta función corresponde a la variación de la energía interna con respecto a los cambios en la entropía de un sistema. Su origen natural, intrínseco o punto nulo es el cero absoluto, donde la entropía de cualquier sistema es mínima. Aunque esta es la temperatura mínima absoluta descrita por el modelo, la tercera ley de la termodinámica postula que el cero absoluto no puede ser alcanzado por ningún sistema físico.

valoración: 3 - votos 1

Última revisión: 9 de noviembre de 2016

Volver