EL TERM脫METRO
El term贸metro se compone esencialmente de un dep贸sito de cristal lleno de una peque帽a cantidad de mercurio y prolongado en un tubo (tambi茅n de cristal, pero m谩s grueso), perforado por un fino canal en toda su longitud y cerrado en su extremo. Este canal est谩 vac铆o de aire. Para graduar un term贸metro se determina primero el punto fijo 100° colocando el instrumento dentro de un ba帽o de vapor hirviente. El mercurio se dilata y sube por el tubo y, si la temperatura de ebullici贸n es constante a una presi贸n de 76 cm de mercurio, su nivel queda fijo. Entonces se traza una l铆nea sobre el tubo a la altura del nivel alcanzado y se escribe el n煤mero 100 junto a esa l铆nea. Inmediatamente se determina el punto fijo 0° introduciendo el term贸metro dentro de hielo puro finamente troceado. El mercurio desciende en el tubo y se detiene en otro nivel. En 茅l se se帽ala la l铆nea 0°. Ya solo queda, con ayuda de una m谩quina de dividir, distribuir el espacio que hay entre el 0 y el 100 en cien partes iguales, se帽aladas por unas l铆neas finas que se graban en el vidrio.
Como es evidente la temperatura debe ser medida en un gran campo de aplicaci贸n y por tal motivo se utilizan diferentes tipos de escalas utilizadas de acuerdo con las conveniencias de cada trabajo.
EL TERM脫METRO CL脥NICO
El term贸metro cl铆nico se utiliza para medir la temperatura del cuerpo humano, es de m谩xima, es decir, que est谩 construido para indicar la temperatura m谩s alta a la que el paciente ha llegado, y que suele ser algunos grados superior a la temperatura normal del cuerpo humano (unos 37 °C). Est谩 graduado en d茅cimas de grado, entre los 35° y los 42°. Esta 煤ltima cifra corresponde a la fiebre m谩s extremada. Una particularidad: el tubo est谩 ligeramente estrangulado por encima del dep贸sito. En otros term贸metros existe un hilo muy fino, soldado al fondo del dep贸sito, que se adentra en el tubo capilar y lo obstruye parcialmente. El estrangulamiento o hilo bastan para impedir que el mercurio refluya hacia el dep贸sito cuando ha alcanzado el nivel m谩s alto. Con ello se garantiza la lectura correcta. Para volver el mercurio al dep贸sito es necesario sacudir ligeramente el term贸metro.
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| ESCALAS DE TEMPERATURA MAS UTILIZADAS |
Escala cent铆grada o de Celcius
| El cient铆fico sueco Anders Celsius (1701-1744) construy贸 por primera vez la escala termom茅trica que lleva su nombre. Eligi贸 como puntos fijos el de fusi贸n del hielo y el de ebullici贸n del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a la presi贸n atmosf茅rica. Asign贸 al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fij贸 el valor del grado cent铆grado o grado Celsius (潞C) como la cent茅sima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos. |
Es la m谩s utilizada ya que presenta una escala de graduaci贸n de f谩cil manejo. Toma el punto de fusi贸n (congelaci贸n) del agua en cero grados cent铆grados 0 °C como punto de referencia y cien grados cent铆grados 100 °C como punto de ebullici贸n (evaporaci贸n).
Escala Fahrenheit (°F)
En esta escala el punto de solidificaci贸n (fusi贸n) del agua es de 32 grados (°F) y el punto de ebullici贸n se encuentra en 212 grados (°F); el espacio entre estos valores se divide en 180 partes, en donde cada una de las partes corresponde a un grado Fahrenheit (1°F). El punto de fusi贸n se obtuvo mezclando agua, sal y cloruro de amoniaco y el de ebullici贸n midiendo la temperatura del cuerpo humano. Al relacionar las dos escalas Cent铆grada o Celsius y Fahrenheit se puede observar que el espacio comprendido entre el punto de fusi贸n y ebullici贸n del agua se encuentra divido en 100 intervalos para la escala Cent铆grada y en 180 para pedir la escala Fahrenheit. Luego, 100 intervalos Cent铆grados equivalen a 180 intervalos Fahrenheit. De donde:
1 000 C = 1 800 F
El punto de fusi贸n (congelaci贸n) del agua es cero grados 0 °C, en la escala Cent铆grada y 32 °F. Entonces:
0° = 320 F
Escala de Kelvin
Esta escala toma el punto triple del agua como referencia, en este punto se encuentra en equilibrio el vapor de agua, el agua l铆quida y el agua congelada. El punto triple se logra cuando se aplica una presi贸n de 4.58 mm de Hg (mercurio) y se alcanza una temperatura absoluta (T) de 273 °K, esta temperatura es tomada como punto de origen para la medida.
0 °C = 273 °K
En la escala Kelvin, el punto de solidificaci贸n del agua se le asigna un valor de 273 °K y al de ebullici贸n 373 °K; es de f谩cil deducci贸n, son 100 los intervalos que los separan y que cada uno corresponde a 1 °K. Las escalas Kelvin y Celsius se diferencian solamente en la elecci贸n del punto cero. El cero en la escala absoluta de Kelvin equivale a -273 °C. 0 °K = - 273 °C.
Temperatura Kelvin = 273 + Temperatura Celsius
Ejemplos:
Para convertir grados Kelvin a Fahrenheit o viceversa, de acuerdo con el caso, se deben pasar los grados (Kelvin o Fahrenheit) a grados Celsius, y luego si se pasan a la escala solicitada.
2. Pasar 20 °C a grados Kelvin.
Soluci贸n
Escala Rankine °R
En la escala Rankine, el valor del intervalo del grado es el mismo que el intervalo en la Fahrenheit, pero el punto cero corresponde a 0 °K 贸 -273 °C. Comparando las escalas Kelvin o del cero absoluto, con la escala Fahrenheit, se obtiene el cero absoluto para la escala Rankine.
Las escalas Rankine y Kelvin tienen el mismo cero, por esto es muy f谩cil relacionarlas.
Conversi贸n de escalas
Ejemplos:
Convertir 72 °F a grados Celsius.
Soluci贸n:
Se busca la f贸rmula de conversi贸n que contenga la inc贸gnita.
Se reemplazan los datos obtenidos del enunciado del problema:
Se desarrolla la operaci贸n indicada dentro del par茅ntesis:
Se realiza la operaci贸n matem谩tica correspondiente y finalmente se llega a la respuesta:
°C = 22.2
Convertir 190 °C a grados Fahrenheit.
Soluci贸n:
Se busca la f贸rmula que contiene la inc贸gnita, en este caso especial corresponde a los grados Fahrenheit.
Procedemos a reemplazar los datos que proporciona el enunciado del problema.
Precisi贸n en las medidas
La medida precisa de la temperatura depende del establecimiento de un equilibrio t茅rmico entre el dispositivo termom茅trico y el entorno; en el equilibrio no se intercambia calor entre el term贸metro y el material adyacente o pr贸ximo.
Un term贸metro s贸lo indica su propia temperatura, que puede no ser igual a la del objeto cuya temperatura queremos medir.
Por ejemplo, si medimos la temperatura en el exterior de un edificio con dos term贸metros situados a pocos cent铆metros, uno de ellos a la sombra y otro al sol, las lecturas de ambos instrumentos pueden ser muy distintas, aunque la temperatura del aire es la misma. El term贸metro situado a la sombra puede ceder calor por radiaci贸n a las paredes fr铆as del edificio. Por eso, su lectura estar谩 algo por debajo de la temperatura real del aire. Por otra parte, el term贸metro situado al sol absorbe el calor radiante del sol, por lo que la temperatura indicada puede estar bastante por encima de la temperatura real del aire.