COMO SE CONTROLA LA TEMPERATURA Y MEDICIÓN

La temperatura se define como una magnitud física que refleja la cantidad de calor en algún ambiente, cuerpo u objeto. En otras palabras, es la energía interior de los sistemas termodinámicos como resultado de un movimiento de sus partículas. Se le considera una propiedad intensiva, debido a que no es aditiva al sistema, en cambio, hay algunos factores como el volumen, el estado de solubilidad o el estado de la materia que dependen parcial o totalmente de la temperatura, un ejemplo que podemos observar en nuestra vida cotidiana es el agua, cuando se encuentra a temperaturas bajo 0 grados C se solidifica y a mayores temperaturas se empieza a evaporar. Según la termodinámica clásica la temperatura de un objeto dependerá proporcionalmente de la velocidad media de sus partículas, no de su masa (número de partículas), por lo que se concluye que, la temperatura está directamente ligada con la energía cinética. Entonces, como lo marca la segunda ley de la termodinámica, el calor fluye de regiones con mayor temperatura a las que tienen menor y cuando no se transfiere calor entre dos objetos es porque ambos tienen misma temperatura, por lo que no ocurre un movimiento de partículas de alguna región a otra.

Las tres escalas para medir la temperatura son:

La escala Celsius

La escala kelvin

La escala Fahrenheit

MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA

La medición de temperatura en nuestra actualidad es con el termómetro, etimológicamente proviene del griego "thermes" y "metron" que se traduce como medida de calor, este término se le atribuye a Galileo Galilei, quien fue el primero en diseñar este artefacto, en el año de 1592, con un bulbo de vidrio abierto a la atmósfera a través de un tubo delegado. Para evaluar la temperatura ambiente se calentaba con la mano del bulbo y se introducía parte del tubo en un recipiente con agua de color, el aire que circulaba (más frío que la mano), enfriaba el aire encerrado en el bulbo y el agua de color ascendía por el tubo. La distancia entre el nivel del líquido y el recipiente se relacionaba con la diferencia entre la temperatura del cuerpo había y la del aire. Las variaciones que existen de presión atmosférica en el agua pueden hacer que también varié el nivel del líquido sin que lo haga la temperatura, por ello el método de Galileo tenía errores, Torricelli en el año de 1644 estudió la presión y construyó el primer barómetro para poder medirla.

En 1641, el Duque de Toscana, construyó el termómetro de bulbo de alcohol con capilar sellado (lo que actualmente usamos), para ello se necesitó un avance tecnológico del vidrio considerable. Robert Boyle, el mismo siglo postuló las primeras leyes que manejan un concepto de temperatura:

1. En los gases encerrados la temperatura es constante.

2. La temperatura de ebullición disminuye con la presión.

Antes de la fabricación de los termómetros de mercurio se construyeron termómetros de alcohol como los de Amontons y Reamur, tuvieron sus primeras prácticas en la meteorología, agricultura y medicina, pero las escalas eran confusas y arbitrarias. En 1717 Fahrenheit, un fabricante de instrumentos técnicos germano-holandés construyó e introdujo el termómetro de mercurio con bulbo (usado actualmente), tomando como puntos fijos la congelación de una disolución saturada de sal común en el agua, que es la temperatura más baja que se puede obtener en un laboratorio y la temperatura del cuerpo humano. Dividió la distancia que recorría el mercurio en el vidrio entre esos estados entre 96 partes. Newton había sugerido que fueran 12 partes iguales entre estos, entonces el número 96 viene de la escala de 12 grados que se usaba en Italia en el siglo XVII. Fahrenheit ajustó la escala para que el punto de congelación fuera de 32 ºF y la temperatura de ebullición del agua se determinara en 212 ºF. Esta escala se usa en países anglosajones, es bastante precisa por la dilatación casi uniforme del mercurio en el intervalo de temperaturas, con esta invención consiguió medir la variación de la temperatura de ebullición del agua con la presión del aire ambiente y se comprobó que todos los líquidos deben tener un punto de ebullición.

En 1740, Celsius, un científico sueco propuso los puntos de fusión y ebullición del agua a nivel del mar (1 atm) como puntos fijos y una división de la escala en 100 partes o grados. Su país interesado más en medir el frío que el calor le asignó el 100 al punto de fusión del hielo y el 0 al del vapor en agua en la ebullición. Posteriormente, Linneo, un botánico invirtió la orden. Esta escala se llamó centígrada por la contraposición a la mayoría de las demás. Casi todos los países usan la escala Celsius (también conocidos como grados centígrados) para medir la temperatura. La variación qué hay entre las escalas Celsius y Kelvin de grado en grado es la misma, su diferencia se encuentra en lo que de denomina fijación del punto nulo, cuando se habla de grados centígrados el 0 es el punto donde se congela el agua, y está temperatura es igual a 273.15 K y no existe temperatura tal que llegué al cero absoluto o más abajo de este en la escala Kelvin. La unidad de medida de la temperatura en el SI (Sistema Internacional de Unidades) es el Kelvin, por lo tanto, es aquella que es usada por científicos, el SI define esta escala y una unidad para la temperatura en la termodinámica basándose en el punto triple del agua, este es el punto de equilibrio en el que se encuentran el estado sólido, líquido y gaseoso de alguna sustancia. El punto triple del agua ha sido fijado en 273.16 unidades y se escribe como kelvin en minúscula, en honor al físico William Thomson.

INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA TEMPERATURA

La transferencia de calor de un cuerpo a otro produce diversas manifestaciones en estos, determinando las magnitudes de estas manifestaciones con algún instrumento para medirlas podemos conocer el valor de la temperatura de algún cuerpo, los termómetros deben estar en la zona de medición el tiempo necesario para que alcancen el valor correcto y su influencia del medio debe ser pequeña para no tener un error considerable en la temperatura correcta

...