Estamos habituados a nombrarla en nuestro día a día ya que esta palabra forma parte de nuestro vocabulario cotidiano pero… ¿Qué es la temperatura realmente?
¿Qué es la temperatura?
La temperatura es una magnitud física escalar que está relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, concretamente con la energía cinética media de sus partículas, referida al movimiento de éstas. Es una propiedad intrínseca, ya que no depende de la cantidad de materia que tenga el cuerpo.
Es una magnitud que mide la energía térmica de un cuerpo. Para una misma sustancia, una mayor temperatura es sinónimo de mayor velocidad de las partículas que la componen.
¿Qué es el cero absoluto de temperatura?
Se refiere al estado de mínima temperatura que puede tener un cuerpo, teniendo reposo absoluto de sus átomos, según la mecánica clásica. Es una temperatura teórica, ya que es imposible alcanzar físicamente este estado, como dice el tercer principio de la termodinámica.
Se han conseguido algunas muy bajas pero, es imposible el cero absoluto. Es un límite inalcanzable.
¿Cómo se determina la temperatura? ¿Cómo se mide?
Como se ha explicado en el anterior apartado, es una magnitud estadística y no se puede medir directamente. La edición se hace a través de otras magnitudes que varían con ella (termométricas), como por ejemplo una resistencia eléctrica o la altura de una columna de mercurio.
El instrumento para medirla es el termómetro, que relaciona las magnitudes termométricas con la temperatura. Existen termómetros basados en la dilatación (termómetros de gas o mercurio), en propiedades eléctricas (termistor o termopar) o en la radiación térmica (termómetro infrarrojo).
Temperatura de fusión y ebullición
El punto de fusión y ebullición son temperaturas en las que se produce el cambio de estado (de sólido a líquido y de líquido a gaseoso, en este caso). Estos puntos dependen de la presión. A nivel del mar (1 atm) el agua se congela a 0ºC y se evapora a 100ºC, pero es conocido que en las zonas de montaña el agua hierve a menor temperatura debido a la menor presión atmosférica.
Temperatura atmosférica o ambiente
Además de ser una magnitud física, es una variable meteorológica de las que determina el estado de la atmósfera en un punto y momento concretos.
Varía normalmente con la altura dentro de la atmósfera terrestre. En los primeros kilómetros de la atmósfera, en la capa donde ocurren los fenómenos meteorológicos, la troposfera, lo normal es que la temperatura disminuya con la altura. De lo contrario se dice que existe inversión térmica.
Normalmente se consultan los mapas de previsión de temperatura en el nivel de presión 850 hPa. Esto sirve para identificar los cambios de tiempo por la llegada de distintas masas de aire salvando efectos de día/noche y de la topografía.
En cuanto a la que experimentamos nosotros en la zona más baja de la atmósfera, la medida correcta se ha de tomar entre 1,25 y 2 metros sobre el terreno y con el sensor siempre dentro de una garita meteorológica.
Cualquier cambio en las condiciones del entorno ha de quedar registrado para tener en cuenta al analizar la serie histórica de una estación meteorológica. Por ejemplo, el crecimiento de la zona urbana alrededor de un observatorio o cambios en la vegetación que lo rodea.
Diferencia entre calor y temperatura
Muchas veces nos referimos a términos como frío o calor en relación con la temperatura. Está aceptado el uso de estos términos de forma coloquial por ejemplo cuando decimos que «hace mucho frío».
Sin embargo, es incorrecto decir «temperatura fría» o «temperatura caliente o calurosa». Frío y calor son únicamente apropiados para referirnos al ambiente o a las sensaciones que nos genera la temperatura. Lo correcto sería decir «baja temperatura» o «alta temperatura» ya que es una magnitud.
Por el contrario, si que se puede decir que un día fue cálido para referirnos que tuvo temperaturas elevadas, por ejemplo. Aunque en el lenguaje coloquial muchas veces no se hace esta distinción, calor y temperatura no son para nada lo mismo. El calor es una forma de energía y su unidad en el sistema internacional es el Julio (J).
Existe una relación entre ambos conceptos, ya que calor se refiere a transferencia de energía de un cuerpo o sistema a otro por una diferencia de temperatura entre ambos. Además, se puede modificar la temperatura de un cuerpo agregándole o quitándole calor.
Además el calor sí depende de la cantidad de materia, al contrario que la temperatura. Por ejemplo, si cortamos un cuerpo en dos mitades ambas seguirán teniendo la misma temperatura. Sin embargo, si queremos elevarla en alguna de una de las mitades sólo es necesario agregar la mitad del calor que agregaríamos al todo para generar el mismo ascenso térmico.
Escalas de la temperatura
Hay diferentes escalas y estas tres son las más frecuentemente utilizadas. En las previsiones meteorológicas de España, la temperatura se suele expresar en grados Celsius. Por el contrario, por ejemplo en Estados Unidos, lo habitual es expresarla en grados Fahrenheit.
Escala centígrada o Celsius
- Al punto de congelación del agua en condiciones normales se le asigna el valor 0.
- Al punto de ebullición del agua en condiciones normales se asigna el valor 100.
- Dicho intervalo se divide en 100 partes iguales. Cada una de ellas es un grado Celsius (ºC)
Escala Fahrenheit
- Al punto de congelación del agua en condiciones normales se le asigna el valor 32.
- Al punto de ebullición del agua en condiciones normales se asigna el valor 212.
- Dicho intervalo se divide en 180 partes iguales. Cada una de ellas es un grado Fahrenheit (ºF).
Escala Kelvin (absoluta)
Utilizada en el Sistema Internacional de Unidades. Se refiere a unidad Kelvin (K) es incorrecto «grados Kelvin«.
- Se asigna el valor 0 del termómetro a la temperatura más baja al cero absoluto.
- Se asigna el valor 273,16 al punto triple del agua (coexistencia del agua en estado líquido, solido y gaseoso).
- Se hace coincidir el tamaño de los Kelvin con los Grados Celsius de forma que un incremento de temperatura en grados Kelvin coincide con el incremento de grados centígrados.