ESCALAS DE TEMPERATURA

"Cuadro de comparaciones de las escalas de temperatura"

La relación entre la escala de Celsius y la escala Fahrenheit:

Simplificando la ecuación nos queda:

Si queremos encontrar los grados en la escala Fahrenheit:

Relacionando la escala Celsius con la escala Kelvin nos queda:

Conversiones entre las escalas de temperatura

Es muy sencillo intercambiar los valores de una escala a otra, por ello ahora analizaremos algunos ejemplos para realizar las conversiones entre las escalas de temperatura.

1.- Para la ciudad de Mérida, se pronostica una temperatura de 28ºC. Determina la temperatura en la escala Fahrenheit y kelvin.

Solución:

a)   Conversión de ºC a ºF:

b)   Para convertir a la escala kelvin  se tiene:

2.- La leche se calienta hasta alcanzar una temperatura de 79ºF. ¿Qué temperatura marcaran los termómetros en la escala de Celsius y Kelvin?

a) Para convertir a la escala Celsius:

b) Conversión a la escala Kelvin:

“Actividad Experimental”

Materiales:

·Necesitaremos 3 recipientes con agua de diferente temperatura(Fría, Caliente y Tibia).

Procedimiento

1.   Introduciremos nuestras manos en los recipientes de agua fría y agua caliente.

2.   Después de haber introducido nuestras manos en los anteriores recipientes de agua fría y caliente lo que haremos será introducir nuestras manos pero en el recipiente de agua tibia.

Una vez realizado el experimento se puedo deducir lo siguiente:

· Que al introducir nuestra mano en el agua fría nuestra mano se empezó a entumir y sientes un escalofrió.

·     Al introducir nuestra mano en el agua caliente sientes ardor como si te estuvieras quemando.

·     Pero al introducir ambas manos en el agua tibia las cosas cambiaron lo que sentías en el agua fría se siente en la caliente, y lo que sentías en el agua caliente se siente en la fría las sensaciones que obtuvimos anteriormente se invirtieron.

TEMPERATURA

Muchas veces hemos confundido los términos de calor y temperatura así que en este apartado nos daremos cuenta que no son lo mismo y también que se relacionaran con otros temas.

¿Qué es temperatura?

La temperatura es una unidad de medida física, clasificada como fundamental y se manifiesta en numerosos fenómenos en el que está involucrada la materia. La temperatura nos indica que tan caliente o frío esta un cuerpo o sustancia, debido a la energía cinética promedio que poseen las moléculas.

Situaciones en las cuales podemos percibir un cambio de temperatura

En la vida cotidiana siempre hemos percibido cambios de temperatura y en la mayoría de veces ni nos damos cuenta o lo peor, ni lo sabemos. Por ejemplo:

• Cuando entramos aun súper o hasta en nuestro cuarto y hay aire acondicionado  al entrar se siente un cambio de temperatura, de aire caliente a aire frío eso se debe al aire acondicionado.

• Cuando cambia la estaciones del año percibimos diferentes temperaturas por ejemplo cuando estamos en invierno hay temperaturas bajas(frío) y cuando estamos en primavera hay temperaturas altas(calor).

• Cuando nos enfermamos de fiebre nuestra temperatura cambia drásticamente.

• Cuando abrimos el refrigerador igual percibimos otra temperatura que hace que los alimentos se conserven.

• Cuando nos subimos a un camión o coche con aire acondicionado percibimos un cambio de temperatura ya que de un aire caliente (se puede deducir a una temperatura alta) pasamos a un aire frío (se puede deducir una temperatura baja).

¿Qué es calor?

El calor es una forma de energía en movimiento. Siempre que hay una diferencia de temperatura entre dos cuerpos se dice que el calor fluye del que tiene más alta la temperatura al que tiene una temperatura más baja. El calor hacer que la temperatura aumente o disminuya. si añadimos calor, la temperatura disminuye. Las temperaturas mas altas tiene lugar cuando las moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía . Existen tres formas principales por las cuales ocurren las transferencias del calor:

• Conducción: La conducción es la transferencia de calor por medio de las colisiones moleculares entre moléculas vecinas. Los que son buenos conductores del calor para este proceso son realmente los metales.

• Convección: es el proceso mediante el cual el calor se transfiere utilizando el movimiento de un medio material, en el cual generalmente es un fluido. Cuando tiene lugar el movimiento de un medio material se produce lo que se denomina corrientes de convección, dichas corrientes pueden ser naturales o forzadas. Las naturales son aquellas que se producen cuando el movimiento de un medio es ocasionado por una diferencia de densidad debido a la variación de la temperatura, la corriente de convección forzada son aquellas en las que el medio de transferencia es obligado a moverse mediante dispositivos mecánicos como bombas o ventiladores.

• Radiación: es el proceso a través del cual el calor se transfiere por medio de ondas electromagnéticas que se desplazan en el espacio a través de un vacío.

Diferencia entre temperatura y calor

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. 

¿Cuál es el instrumento que sirve para medir la temperatura?

El termómetro es un instrumento que se utiliza para la medición de temperatura.

Diferentes tipos de termómetros

En función del tipo de materiales utilizados para medir la temperatura, se pueden establecer diferentes tipos de termómetros.

• Termómetro de gas: El termómetro de gas mide la temperatura por la variación del volumen o la presión de un gas. El termómetro de gas a volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio, hidrógeno o nitrógeno, según la gama de temperaturas deseada- y un manómetro medidor de la presión. Se pone la ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la columna de mercurio (manómetro) que está en conexión con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.

• Termómetro óptico: Dispositivo de medida de la temperatura en el que las propiedades de transmisión y reflexión de la luz visible dependen de la temperatura y cuya detección se puede relacionar con la temperatura tisular, es decir, de los tejidos de los organismos. El termómetro óptico permite visualizar la temperatura en una pequeña pantalla de forma digital.

• Termómetro metálico: es un instrumento utilizado para medir temperatura median la contracción y expansión de 2 distintas aleaciones metálicas de alto y bajo coeficiente de dilatación. Estos termómetros están constituidos por un tubo en cuyo interior está colocada una espiral helicoidal bimetálica. Dicha espiral esta soldada por un extremo a la parte inferior del tubo y por otra varilla de transmisión, a su vez conectada a una aguja indicadora.

• Termómetro clínico: Se trata de un instrumento de máxima precisión utilizado en el área de la salud para establecer la temperatura corporal de personas y animales incluyendo las décimas de grado. Suelen ser digitales, de mercurio, de alcohol o de radiación infrarroja. En función del tipo de termómetro que se utiliza y el lugar específico del que se quiere establecer la temperatura, se aplican en cavidades del cuerpo o puntos auxiliares como la frente. Se suelen utilizar para determinar la existencia o no de fiebre y también como método de predicción de los periodos de fertilidad femenina.

• Termómetro clínico de mercurio: Consta de un tubo de cristal que contiene un pequeño depósito de mercurio en su parte inferior que al contacto con el cuerpo se dilata por efecto del calor corporal. Actualmente están en desuso ya que contaminan el medio ambiente cuando son desechados.

• Termómetro clínico digitales: Miden la temperatura a través de algún dispositivo transductor, convirtiendo las pequeñas variaciones de tensión obtenidas en números mediantes circuitos electrónicos y mostrando finalmente la temperatura medida en una pantalla digital. Algunos modelos usan radiación infrarroja para medir la temperatura en puntos como la frente o a través del conducto auditivo.

• Termómetro de máximo y mínimo: Es utilizado en meteorología para saber la temperatura más alta y la más baja del día, y consiste en 2 instrumentos montados en un solo aparato. También existen termómetros individuales de máxima o mínima para usos especiales o de laboratorio.El líquido sube y baja por ambas varillas según la variación de la temperatura y el punto más alto del nivel de líquido indica la temperatura en ambas varillas. Existe un tipo de termómetros de máxima-mínima que se denominan automáticos, en ellos el botón situado en el centro del termómetro realiza la función del imán. Para registrar nuevas lecturas de temperatura máxima-mínima, simplemente mantenga presionado el botón hasta que los estiletes hagan contacto con el líquido.

• Termómetro de alcohol: El termómetro de alcohol es un tubo capilar de vidrio de un diámetro interior muy pequeño (casi como el de un cabello), que cuenta con paredes gruesas; en uno de sus extremos se encuentra una dilatación, llamada bulbo, que está llena de alcohol.El alcohol es una sustancia que se dilata o contrae y, por lo tanto, sube o baja dentro del tubo capilar con los cambios de temperatura. En el tubo capilar se establece una escala que marca exactamente la temperatura en ese momento.Los termómetros de alcohol sirven para tomar la temperatura del ambiente: se usa en todo tipo de ambiente, pero no en personas.