Escalas de temperatura

Para la comparación de la temperatura de los cueros se establecen escalas
termométricas convencionales que están referidas a puntos fijos, perfectamente
definidos por estados físicos que mantienen constante su temperatura (es decir, el
estado térmico permanece constante).

Estos puntos fijos son los siguientes:

  • El punto de fusión del hielo.
  • El punto de ebullición del agua.

Adoptando valores numéricos para estos dos puntos fijos se obtiene el intervalo de
temperatura de cada escala termométrica.

Dividiendo dicho intervalo en un cierto numero de partes iguales se obtiene el grado
de la escala termométrica.

Las escalas termométricas son:

➢ ESCALA CELSIUS: También conocida como “escala centígrada”, es la más
utilizada junto con la escala Fahrenheit. En esta escala, el punto de congelación
del agua equivale a 0 °C (cero grados centígrados) y su punto de ebullición a
100 °C.

➢ ESCALA FAHRENHEIT: Es la medida utilizada en la mayoría de los países de
habla inglesa. En esta escala, el punto de congelación del agua ocurre a los 32
°F (treinta y dos grados Fahrenheit) y su punto de ebullición a los 212 °F.

➢ ESCALA KELVIN: Es la medida que suele utilizarse en ciencia y establece el “cero
absoluto” como punto cero, lo que supone que el objeto no desprende calor
alguno y equivale a -273,15 °C (grados centígrados).

➢ ESCALA RANKINE: Es la medida usada comúnmente en Estados Unidos para la
medición de temperatura termodinámica y se define al medir los grados
Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos o
bajo cero.

Puntos fijos de las escalas termométricas


La escala Celsius está relacionada con la escala Fahrenheit mediante la siguiente
expresión:


Viceversa


Fórmulas de conversión

La relación que existe entre las escalas termométricas más utilizadas en la actualidad
hace posible que se pueda expresar una misma temperatura de formas diferentes, es
decir que se puede indicar la misma medición con diferentes medidas y resultados
numéricos.

Al aplicar las diferentes ecuaciones de conversión existentes se puede determinar cuál
es la temperatura de un cuerpo ya sea en escalas Fahrenheit, Kelvin o Celsius.

Las conversiones más relevantes entre estas escalas de medición de temperaturas son:

K = C + 273.16 para convertir de grados Celsius a grados Kelvin

F = 1.8 C + 32 para convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit

Para la conversión de K en ºC se utiliza la siguiente ecuación:

t(ºC) = T(K) – 273

es decir:

t(ºC) = 77 – 273 = – 196 ºC

Para realizar la conversión en ºF se emplea la ecuación:

t(ºF) = 1,8 · t(ºC) + 32

t(ºF) = 1,8 · (- 196) + 32 = – 320,8 ºF

EL TERMÓMETRO
Llamados termoscopios en un principio, los termómetros eran un recipiente en forma de esfera prolongado por un tubo en el cual había un líquido coloreado, en la parte interna del recipiente en forma de esfera se eliminaba el aire lo cual permitía que, con la inmersión del tubo en otro recipiente con un líquido, éste pueda subir al interior. Si el aire del recipiente esférico se calentaba se producía un aumento de presión lo cual hacía que el líquido descendiera. Esta era una forma antigua que se utilizaba para medir la temperatura con un instrumento, Galileo Galilei fue uno de los personajes que usó y fabricó este tipo de inventos, en el que construyó Galilei el líquido de color era vino y seguía básicamente el mismo principio.

En la actualidad es posible conseguir diferentes tipos de termómetros según la necesidad que se tenga:

Termómetro de máxima y mínima medir la temperatura ambiental: durante diversos momentos del día o en diversos ambientes.

Termómetro clínico para medir la temperatura corporal: se emplean termómetros, los hay de mercurio que, una vez hecha la medición, su diseño evita que la temperatura baje al dejar de estar en contacto con el cuerpo. Lamentablemente el alto nivel contaminante del mercurio ha ocasionado que en algunos países se esté retirando del mercado y minimizando su uso dando paso a los termómetros digitales, los cuales en poco tiempo nos proporcionan la información sobre la temperatura que registra el cuerpo de forma precisa.

Termómetro a gas

Se basa en los cambios de presión de un gas cuyo volumen se mantiene constante. El gas (hidrógeno o helio) esta contenido en un vaso de C, y la presión ejercida sobre el gas se puede medir mediante un manómetro a mercurio.
Cuando aumenta la temperatura ambiente el gas se dilata, obligando al mercurio a descender en la rama B del manómetro, y a elevarse en la rama A. pero, mediante el tubo flexible D se puede elevar la rama A de manera de aumentar la presión en ella y, por consiguiente, haciendo descender el nivel de mercurio en A y elevarse en B hasta recuperar el nivel inicial señalado con la referencia E.

De este modo, el gas recupera su volumen inicial, es decir, el aumento de presión que produce el aumento de temperatura es a volumen constante.

El desnivel h mide ese aumento de presión, el cual esta relacionado con el aumento de temperatura mediante una expresión constante para cada gas, resultando:

Calorimetría

La calorimetría es el termino referido a la medición de la cantidad de calor, cuyas unidades son:

• Caloría: es la cantidad de calor necesario para suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura en 1°C.
• Kilocaloría(Kcal): es la cantidad de calor necesario para suministrar a un kilogramos de agua para elevar su temperatura en 1°C.
B.T.U. o btu: es la cantidad de calor a suministrar a una libra de agua para elevar su temperatura en 1°F.
1 kilocaloría = 1000 gramo caloría
1 libra = 454g = 0,454 kg
1°F = 5/9°C
1 Btu = 252 cal = 0,252kcal.

Como en los países de habla inglesa se adopta la escala centígrada para medir la temperatura, surgió una nueva unidad para medir la cantidad de calor. Esta unidad es el Chu (centígrade heat unit) y se define como la cantidad de calor a suministrar a una libra de agua para elevar su temperatura en 1°C.

Ahora bien, estas unidades de cantidad de calor varían con la temperatura inicial de agua. Para solucionar esta dificultad se adoptan tres criterios, a saber:

• Definir el calentamiento del agua entre 0°C y 1°C.
• Definirlo entre 14,5°C y 15,5°C.
• Tomar la centésima parte de la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del agua desde 0°C a 100°C.

En general se aplica el segundo criterio, adoptando el intervalo de 14,5°C a 15,5°C (en el sistema ingles este intervalo es de 63°F a 64°F). Pero a los fines prácticos se puede considerar que los tres criterios dan el mismo resultado, dado que la máxima diferencia es un valor muy pequeño (2%).

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