Objetivos de aprendizaje
- Definir la temperatura.
- Describir la escala de temperatura Fahrenheit.
- Describir la escala de temperatura Celsius.
- Describir la escala de temperatura Kelvin.
¿Qué es la temperatura?
Toca la parte superior de la estufa después de estar encendida y se siente caliente. Sostén un cubito de hielo en la mano y lo sentirás frío. ¿Por qué? Las partículas de materia de un objeto caliente se mueven mucho más rápido que las partículas de materia de un objeto frío. La energía cinética de un objeto es la energía debida al movimiento. Las partículas de materia que componen la estufa caliente tienen una mayor cantidad de energía cinética que las del cubito de hielo.
Figura 1. El carbón vegetal incandescente de la izquierda representa una alta energía cinética, mientras que la nieve y el hielo de la derecha tienen una energía cinética mucho menor.
Escalas de temperatura
Figura 2. Daniel Gabriel Fahrenheit.
Figura 3. Anders Celsius.
La escala Celsius del sistema métrico lleva el nombre del astrónomo sueco Anders Celsius (1701-1744). La escala Celsius establece el punto de congelación y el punto de ebullición del agua en 0°C y 100°C respectivamente. La distancia entre esos dos puntos se divide en 100 intervalos iguales, cada uno de los cuales es un grado. Otro término que se utiliza a veces para la escala Celsius es «centígrado», ya que hay 100 grados entre los puntos de congelación y ebullición del agua en esta escala. Sin embargo, el término preferido es «Celsius».
Figura 4. Lord Kelvin. Lord Kelvin.
La escala de temperatura Kelvin recibe su nombre del físico y matemático escocés Lord Kelvin (1824-1907). Se basa en el movimiento molecular, siendo la temperatura de 0 K, también conocida como cero absoluto, el punto donde cesa todo movimiento molecular. El punto de congelación del agua en la escala Kelvin es de 273,15 K, mientras que el punto de ebullición es de 373,15 K. Obsérvese que aquí no se utiliza ningún «grado» en la designación de la temperatura. A diferencia de las escalas Fahrenheit y Celsius, en las que las temperaturas se denominan «grados F» o «grados C», en la escala Kelvin nos limitamos a designar las temperaturas como kelvins.
Como puede verse por la diferencia de 100 kelvin entre ambas, un cambio de un grado en la escala Celsius equivale al cambio de un kelvin en la escala Kelvin. Convertir de la escala Kelvin a la escala Celsius o viceversa es fácil, ya que basta con sumar o restar 273.
Figura 5. Comparación de las tres escalas de temperatura diferentes.
La conversión entre las escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit es un poco más complicada, pero todavía no es demasiado difícil. Para convertir de Fahrenheit a Celsius, primero multiplique la temperatura en Celsius (TC) por 1,8 y luego sume 32, en ese orden.
Para convertir de Celsius a Fahrenheit, primero hay que restar 32 a la temperatura en Fahrenheit y luego dividir por 1.8, en ese orden.
Resumen
- La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de la materia.
- La escala Fahrenheit define el punto de congelación del agua como 32 °F y el punto de ebullición como 212 °F.
- La escala Celsius establece el punto de congelación y el punto de ebullición del agua en 0 °C y 100 °C respectivamente.
- La escala Kelvin se basa en el movimiento molecular, siendo la temperatura de 0 K, también conocida como cero absoluto, el punto en el que cesa todo movimiento molecular.
Práctica
Utiliza el siguiente enlace para responder a las siguientes preguntas:
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=48
- ¿Qué mezcla utilizó Fahrenheit para poner su termómetro a cero grados?
- ¿Por qué se prefiere la escala Celsius en los trabajos científicos a la escala Fahrenheit?
- ¿Cuál fue la idea de establecer la escala de temperatura Kelvin?
- ¿Cuál es la ventaja de utilizar la escala Kelvin a bajas temperaturas?
Revisión
- ¿Qué es el cero absoluto en la escala de temperatura Celsius?
- ¿Cuáles son los puntos de congelación y ebullición del agua en la escala Celsius?
- Convierte las siguientes temperaturas Kelvin a grados Celsius.
- 188 K
- 631 K
- La temperatura en grados Fahrenheit se puede convertir a Celsius restando primero 32 y dividiendo después por 1,8. Cuál es la temperatura Celsius en el exterior en un día cálido (88°F)?
- ¿Por qué la escala Celsius se llama a veces «centígrada»?
Glosario
- Energía cinética: La energía debida al movimiento
- temperatura: Una medida de la energía cinética media de las partículas de la materia. En el uso cotidiano, la temperatura es lo caliente o frío que está un objeto
- Escala de temperatura: Una forma de medir cuantitativamente la temperatura. Hay tres escalas principales utilizadas hoy en día.