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Termodinámica.
Transformación de la energía

Energía térmica i combustión.
Efectos de la termodinámica 

Entropía

¿Qué es la temperatura? Definición de escalas y unidades

¿Qué es la temperatura? Definición de escalas y unidades

La temperatura es la magnitud termodinámica que pone en evidencia la energía térmica de un cuerpo con relación a la de otro. Esta propiedad termodinámica únicamente describe un estado macroscópico.

Según la teoría molecular, la temperatura se define como la medida de la energía cinética media de las moléculas que la forman. Es decir, los movimientos de las partículas en su interior.

Por otro lado, se puede definir según la mecánica estadística, como la derivada de la energía respecto a la entropía a volumen constante.

Al ser una magnitud macroscópica, tiene un carácter exclusivamente estadístico. Esto significa que no tiene sentido hablar de temperatura de una molécula o de un átomo aislado, sino de un conjunto.

¿Cuáles son las escalas de temperatura?

Las tres escalas más habituales para medir la temperatura son:

Escala Celsius y escala Kelvin

La escala Celsius es la escala más utilizada para expresar la temperatura. Casi todo el mundo utiliza la escala Celsius (grado Celsius) para la medida de la mayoría de las mediciones. La variación entre un grado y el siguiente en una escala Celsius es 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 escala Celsius los 0ºC corresponden al punto de congelación del agua.
  • En la escala Kelvin los 0 grados corresponde al nivel mínimo que podría llegar teóricamente un cuerpo.

Los intervalos de la escala Kelvin se miden en kelvin, pero anteriormente se llamaban grados Kelvin.

Escala Fahrenheit

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 histórica. En ella, el punto de congelación del agua se sitúa a los 32°F y el punto de ebullición del agua a los 212°F.

Ejemplos de temperatura

Descripción

Kelvin

Grados Celsius

Grados Fahrenheit

Grados Rankine 

Cero absoluto

0

-273,15

-459,67

0

Temperatura de fusión del agua

273,15

0

+32

491.67

Temperatura ebullición del agua

373,15

100

+212

671.67

Temperatura del cuerpo humano

310,15

37

+98.6

558.27

La temperatura ambiente es la temperatura del aire exterior. El máximo registrado ha sido 56,7 grados Celsius. Registrados en la estación de Furnace Creek, situada en el conocido “Death Valley” de EE.UU. La mínima registrada es de -93 grados Celsius registrados en la Antártida.

Unidad en el sistema internacional de medidas

La unidad de medida de la en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kelvin. El kelvin, es por lo tanto, la unidad usada por los científicos. Es frecuente verlo referenciado como grado kelvin.

Punto triple del agua

El Sistema Internacional de Unidades (SI) define una escala y una unidad para la temperatura termodinámica basándose en el punto triple del agua.

¿Por qué tenemos sensación de frío y calor?

Se llama sensación térmica a la sensación de frío o calor que siente una persona según una combinación de parámetros meteorológicos.

La sensación fisiológica se genera al producirse un intercambio de energía térmica entre la temperatura corporal y la de otros cuerpos.

Si tocamos un objeto a una temperatura inferior el calor fluye de nuestro cuerpo al objeto. Tenemos sensación de frío. Si el objeto es un buen conductor del calor, el calor fluye más rápido. Entonces tendremos la sensación térmica que el objeto está todavía más frío.

Relación entre temperatura y termodinámica

És una de las principales propiedades estudiadas en un sistema termodinámico. En la termodinámica son especialmente importantes las diferencias de térmicas entre diferentes regiones de la materia. Estas diferencias permiten el movimiento del calor de una región a otra.

¿Qué es la temperatura? Definición de escalas y unidadesEl calor fluye sólo de las regiones calientes a las regiones frías. Así lo establece la segunda ley de la termodinámica en el enunciado de Clausius. Dos objetos a la misma temperatura no se transfieren calor.

¿La temperatura es lo mismo que la energía térmica?

Las moléculas de todas las sustancias materiales siempre se encuentran en un movimiento continuo. Pueden estar en vibración o agitación, debido a las múltiples interacciones que sufren dentro el cuerpo.

En consecuencia a esta agitación aleatoria, los átomos y moléculas de la materia poseen cierta energía interna, ya que tienen energía cinética en forma de movimiento. También poseen energía potencial debido a las fuerzas que se ejercen entre las partículas.

La energía interna también se le conoce como la energía térmica de los cuerpos.

Por otro lado, la temperatura es la magnitud que permite registrar el valor promedio de la energía térmica de un cuerpo.

¿Cómo se mide la temperatura?

Los diferentes sistemas de medición dependen de la aplicación o de si hay que medir valores muy elevados o muy bajos. Sin embargo, la herramienta más conocida y utilizada es el termómetro.

Para poder determinar la temperatura de un sistema, éste debe estar en equilibrio termodinámico. Las variaciones del estado térmico de un cuerpo ocasionan cambios en algunas propiedades macroscópicas:

  • Dilatación.
  • Evolución de la resistencia eléctrica.
  • Creación de fuerzas electromotrices.
  • Cambios de presión.
  • Cambios de volumen en un gas, etc.

En consecuencia, las variaciones de estas propiedades permiten ser utilizados para la construcción de instrumentos que detecten las variaciones de temperatura.

Anteriormente, para medir la temperatura corporal se utilizaba el termómetro de mercurio. Actualmente está en desuso por su peligrosidad.

¿Que significa en equilibrio térmico?

Cuando dos sistemas están en equilibrio térmico tienen la misma temperatura. La extensión de este principio justifica fundamentalmente la utilización del termómetro y establece los principios de su construcción para su medición.

En un enfoque más fundamental, la definición empírica se deriva de las condiciones del equilibrio térmico, que son expresadas al principio cero de la termodinámica.

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Fecha publicación: 9 de noviembre de 2016
Última revisión: 18 de mayo de 2020