TERMÓMETROS Y ESCALAS TERMOMÉTRICAS
El termómetro (del griego termo el cuál significa "caliente" y metro, "medir") es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.
El termómetro es un cuerpo de pequeña masa que al ponerse en contacto con otro cuerpo de mayor masa alcanza el equilibrio térmico, de modo que la temperatura de este último permanece sensiblemente fija. Este principio de funcionamiento es utilizado para construir diferentes escalas de medida, las cuales a su vez han considerado dos fenómenos naturales que se producen siempre en el mismo modo (al nivel del mar y al 45° de altitud) siendo estos: el punto de fusión y de ebullición del agua.
Las escalas de medición de la temperatura se dividen fundamentalmente en dos tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar la temperatura en cualquier escala de medición, no tienen un nivel máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto
Mientras que las escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de definirse.
Escala Celsius
Para establecer una base de medida de la temperatura Anders Celsius utilizó (en 1742) los puntos de fusión y ebullición del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en el punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C. Sin embargo, en 1948 fueron renombrados grados Celsius en su honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para denominarlos. En1954 la escala Celsius fue redefinida en la Décima Conferencia de Pesos y Medidas en términos de un sólo punto fijo y de la temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue el punto triple del agua que es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio, al cual se le asignó un valor de 0,01 °C. La magnitud del nuevo grado Celsius se define a partir del cero absoluto como la fracción 1/273,16 del intervalo de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto. Como en la nueva escala los puntos de fusión y ebullición del agua son 0,00 °C y100,00 °C respectivamente, resulta idéntica a la escala de la definición anterior, con la ventaja detener una definición termodinámica.
Escala Fahrenheit
Toma divisiones entre el punto de congelación de una disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100). Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; erróneamente, se asocia también a otros países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda, que usan la escala Celsius.
Escala Kelvin
Es la escala que se emplea en la investigación científica adoptada por el Sistema internacional. En esta escala se asigna al número cero a la menor temperatura posible: cero absolutos. A esta temperatura las sustancias ya no tienen energía cinética que ceder.
El cero de la escala Kelvin, o cero absoluto, corresponde a -273 °C. A diferencia de la escala Celsius, esta escala no tiene temperaturas negativas. Los grados en escala Kelvin tienen el mismo tamaño que la escala Celsius.
Así, el hielo su funde a 0°C o 273 K y el agua hierve a 100 °C o 373 K.
La escala Kelvin absoluta parte del cero absoluto y define la magnitud de sus unidades, de tal forma que el punto triple del agua es exactamente a 273,16 K .
Cero Absoluto
Si el movimiento térmico de los átomos aumenta sin cesar, la temperatura se eleva. No parece existir un límite superior de temperatura. En cambio, en el otro extremo de la escala de temperatura existe un límite bien definido. Si el movimiento térmico de los átomos de una sustancia se reduce sin cesar, la temperatura disminuye. Conforme se va deteniendo el movimiento térmico, la energía cinética de los átomos tiende a cero y la temperatura se aproxima a un límite inferior. Dicho límite es el cero absoluto de la temperatura. A cero absoluto ya no es posible extraer más energía de una sustancia ni reducir aun más su temperatura. En la escala Celsius esta temperatura corresponde a -273 ºC. El cero absoluto corresponde a cero grados en la escala kelvin