TEMPERATURA
ΔT de 1ºC = ΔT de 1 K
1ºC equivale a 1K
ΔT de 1ºC > ΔT de 1ºF
100ºC equivalen a 180ºF
Escalas de Temperatura
Celsius (ºC)
- Toma en cuenta 0º para el punto de fusión del agua y el de 100º para el punto de ebullición.
- Es la escala de temperatura usada por la mayoría de países.
Kelvin (K)
- Considera 273 K para el punto de fusión del agua y 373K para el punto de ebullición.
- Es la escala más usada para el trabajo científico.
- Su 0 es el 0 absoluto, es decir, el punto en el que los átomos tienen la menor energía térmica posible.
Fahrenheit (ºF)
- Toma los 32ºF para el punto de fusión del agua y los 212ºF para el punto de ebullición.
- Es la escala de temperatura más usada en Estados Unidos.
Conversión de escalas
es
.
Una magnitud escalar que mide la cantidad de energía térmica con que cuenta un cuerpo. Unidad S.I.: Kelvin
Ejemplos :
Transformar 25°C a Fahrenheit
Transformar 300K a Celsius
Transformar 25 Fahrenheit a Celsius
Transformar 300K a Rankine
La energía cinética media de las partículas es proporcional a la temperatura.
para un gas:
T = k . Ec
según la expresión:
Ejemplo:
Transformar 5J/mol °C a J/mol °F
Transformar 2,7778 J/mol °F a J/mol °K
Transformar 5 J/mol °K a J/mol °C
Donde:
T= Temperatura en Kelvin.
k= Constante universal de los gases (K/J).
Ec= Energía cinética promedio de las moléculas del gas (J).
Transformar 5 J/mol °F a J/Mol°Ra
Del calor que es la transferencia de energía interna entre dos cuerpos.
.
se
diferencia:
Termómetro
se mide con un:
hay tipos:
Basados en propiedades eléctricas
Basados en radiación térmica
Basados en dilatación
GASES
.
LÍQUIDOS
.
SÓLIDOS
.
RESISTENCIA
.
EFECTO TERMOELÉCTRICO
.
RADIACIÓN INFRARROJA
.
LUZ VISIBLE
.
Termómetro de gas a volumen constante
Termómetro de gas a presión constante.
Termómetro de mercurio
Termómetro bimetálico
Termómetro de alcohol
El volumen del gas varía con la temperatura.
.
La presión del gas varía con la temperatura.
.
Son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros
.
.
La altura de la columna de mercurio varía con la temperatura.
,
La altura de la columna de alcohol teñido varía con la temperatura.
.
Consiste en dos placas de diferentes metales unidas rígidamente. El conjunto se dobla en arco de manera proporcional al cambio de temperatura.
.
Termómetro de platino
Termistor
Los semiconductores son materiales que se comportan como conductores o aislantes según la temperatura a la que se encuentren.
.
La resistencia eléctrica del platino varía con la temperatura de forma lineal
.
Termopar
Se trata de un par empalmes (soldaduras) de dos alambres conductores de metales distintos. Uno de los empalmes se mantiene a una temperatura constante de referencia. La fuerza electromotriz generada depende de la diferencia de temperaturas entre las soldaduras.
.
Termómetro infrarrojo
Pirómetro óptico
Los cuerpos calientes emiten calor en forma de radiaciones electromagnéticas, captada por este tipo de termómetros
.
Son normalmente utilizados para medir temperaturas superiores a 700 ºC. Se basan en el cambio del color con el que brillan los objetos calientes. Desde el rojo oscuro al amarillo, llegando casi al blanco a unos 1300º C.
.
Termómetros basados en dilatación (https://i.ibb.co/3Rg9Ltd/termotrros.png)
Termómetros basados en propiedades eléctricas.
(https://ibb.co/ZKzfx39)
Termómetros basados en radiación térmica.
(https://ibb.co/HVG6vsr)
Factores de Conversión
Escala ºC
A ºF
T(ºC) x 1.8 + 32
A ºK
T(ºC) + 273.15
A ºRa
(T(ºC) + 273.15) x 1.8
A ºRe
T(ºC) x 0.8
Escala ºF
A ºC
(T(ºF)-32) /1.8
A ºK
(T(ºF) + 459.67)/ 1.8
A ºRa
T(ºF) + 459.67
A ºRe
(T(ºF)-32) x 4/9
Escala ºK
A ºC
T(ºK)-273.15
A ºF
T(ºK) x 1.8 - 459.67
A ºRa
A ºRe
T(ºK) x 1.8
(T(ºK)-273.15)x1.8
Escala ºRa
A ºC
(T(ºRa) - 491.67)/ 1.8
A ºF
T(ºRa) - 491.67
A ºK
A ºRe
T(ºRa)/ 1.8
(T(ºRa) - 491.67) x 4/9
Escala ºRe
A ºC
Historia de medición
de temperatura y sensores.
A ºF
T(ºRe)/ 0.8
(T(ºRe) x 9/4) + 32
A ºK
A ºRa
(T(ºRe) x 1.25) + 273.15
(T(ºRe) x 9/4) + 491.67
HISTORIA
SENSORES
La creación de una escala de medición de temperatura también fue un desafío. En 1664, Robert Hooke propuso que el punto de congelación del agua se usara como el punto cero, con las temperaturas siendo medidas a partir de ese punto. Aproximadamente en la misma época, Ole Roemer se dio cuenta de la necesidad de dos puntos fijos, permitiendo la interpolación entre ellos. Los puntos que se eligieron fueron el punto de congelación de Hooke y el punto de hervor del agua. Esto, evidentemente, deja sin respuesta la cuestión de cuán calientes o frías las cosas pueden ser.
Esta cuestión fue respondida por Gay-Lussac y otros científicos que trabajaban con las leyes de los gases. Durante el siglo XIX, mientras investigaban el efecto de la temperatura en gas a una presión constante, se dieron cuenta de que el volumen crece en una fracción de 1/267 por grado Celsius (lo que después ser modificó a 1/273,15). Esto ocasionó el concepto de cero absoluto a -273,15°C.
El sensor de temperatura bimetálico fue inventado al final del siglo XIX. Este sensor utiliza la diferencia en la expansión de dos placas de metal unidas. Los cambios de temperatura crean una curva que puede ser usada para activar un termostato o un medidor similar a los que se usan en parrillas a gas. La precisión es baja, más o menos 2 grados, pero estos sensores de temperatura son baratos, y por lo tanto tienen muchas aplicaciones. (https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2018/11/Bimet%C3%A1lico.jpg)
Placa del Túmulo de Daniel Gabriel Fahrenheit
primer sensor de la historia
se atribuye a Daniel Gabriel Fahrenheit, y tenía una forma muy similar a la que se ha conservado hasta hace muy poco. Tras probar varios materiales (el I+D de la época), se decantó en 1714 por un termómetro de vidrio con mercurio en su interior.
Historia de las Escalas de Temperatura
Un cuarto de siglo después, Anders Celsius propuso la escala de 0 a 100, que hoy día lleva su nombre. Después, dándose cuenta de las ventajas de haber un punto fijo en el final de la escala de temperatura, William Thomson (posteriormente Lord Kelvin) propuso el uso del cero absoluto como punto de inicio del sistema de Celsius. Esto ocasionó la escala de temperatura Kelvin, usada actualmente en el ambiente científico.
Cuando Fahrenheit estaba haciendo termómetros, se dio cuenta de que necesitaba una escala de temperatura. Fahrenheit fijó el punto de congelación del agua salada a 30 grados y su punto de hervor 180 grados arriba. Posteriormente decidió que usaría agua pura, que se congela a una temperatura levemente mayor, llegándose a la congelación a 32°F y al hervor a 212°F.
Andres Celsius 
Lord Kelvin 
ITS 90
Punto fijo
Punto triple del hidrógeno
Hidrógeno a 32,9 kPa
Hidrógeno a 102,2 kPa
Punto triple del neón
Punto triple del oxígeno
Punto triple del argón
Punto triple del mercurio
Punto triple del agua
Punto de fusión del galio
Punto de congelación del indio
Punto de congelación del estaño
Punto de congelación del zinc
Punto de congelación del aluminio
Punto de congelación de la plata
Punto de congelación del oro
Punto de congelación del cobre
Temp. (K)
Temp. (°C)
13.8033
-259.3467
17
-256,15
20,3
-252,85
24,5561
-248,5939
1357,77
1084,62
1337,33
1064,18
1234,93
961,78
933,473
692,73
505,1181
429,7485
302,9146
273,16
234,3156
83,8058
54,3584
660,323
419,527
231,928
156,5985
29,7646
0,01
-38,8344
-189,3442
-218,7916
Daniel Gabriel Fahrenheit 
TERMÓMETRO
El termómetro como lo conocemos a día de hoy fue inventado en 1612 por Santorio Santorio en Italia. Santorio selló un líquido dentro de un tubo de vidrio, observó que el líquido se movía hacia arriba mientras se expandía. Una escala en el tubo facilitaba la visualización de los cambios, pero el sistema no tenía unidades de temperatura precisas.
Termoscopio de Santorio. Ilustración del libro
“Comentarios” de Avicena (1646)
Santorio Santorio
Se sabe que Galileo construyó un equipo que medía cambios de temperatura en algún momento cerca de 1592. Aparentemente, Galileo usaba la contracción del aire en un recipiente para mover una columna de agua, y la altura de la columna era usada para indicar la intensidad del enfriamiento. Sin embargo, era fuertemente afectado por la presión del aire y acabó siendo un poco más que una simple novedad.
Su tubo contiene objetos (de 5 a 8) que flotan, cada uno con una entre la del más alto y del más bajo objetos que flotan. La precisión de este instrumento de medición es de 0.5 °C. No puede medir temperaturas ni demasiado bajas ni demasiado altas.
Termoscopio llamado "de Galileo"
Robert Hooke 
Termómetro de Florencia de la mitad del siglo XVII. El alcohol contenido en la bola inferior se contrae o se expande con la temperatura. Sus variaciones de volumen son tales que un largo tubo de vidrio en espiral con 50 graduaciones es necesario para medirlas. En invierno, bajaba a 7 grados y subía hasta 40 grados en verano.
Escala Internacional de Temperatura