¿Qué es la temperatura?
La temperatura es la manifestación macroscópica de la energía cinética interna de un sistema. En palabras más simples, es una magnitud física que expresa que tan velozmente se mueve un conjunto de partículas. Mientras más excitadas se encuentren las partículas de un sistema, es decir, mientras más veloz sea su movimiento, mayor será la temperatura que mediremos.
A diferencia de la masa o el peso, la temperatura se considera una propiedad intensiva, ya que no depende de la cantidad de materia del sistema.
¿Cómo se mide?
Hay que tener presente que la temperatura es una magnitud estadística, por lo que no es posible medirla directamente. Por tal motivo se utilizan las llamadas «magnitudes termométricas», que prácticamente son magnitudes medibles que varían junto con la temperatura y dan cuenta de su comportamiento.
El instrumento que relaciona magnitudes termométricas con la temperatura se conoce como «termómetro», y existen distintos tipos. Algunos se basan en la dilatación de una sustancia y otros en la resistencia eléctrica de un determinado material o incluso en la radiación térmica emitida por el cuerpo.
¿Qué es el cero absoluto?
Es la temperatura que se mediría en un cuerpo o sustancia cuyos átomos se encuentran en reposo absoluto. Es decir, es la temperatura mínima que se podría alcanzar en el universo. Pero el cero absoluto no deja de ser un valor teórico, dado que es físicamente imposible que la materia alcance un estado de reposo semejante.
Temperatura de fusión y ebullición
La temperatura o punto de fusión de una sustancia es aquella temperatura a la cual se produce el pasaje del estado sólido al líquido o viceversa. Mientras que la temperatura de ebullición es aquella a la cual se produce el pasaje del estado líquido al gaseoso (o viceversa) de una sustancia. Ambos puntos dependen de la presión. Por ejemplo, a presión atmosférica en nivel del mar (1 atm) el agua pura se congela a los 0°C (punto de fusión) y se evapora a los 100°C (punto de ebullición), pero en zonas mucho más altas como en una montaña, el agua pura se encuentra expuesta a una presión menor, por lo que sus puntos de fusión y ebullición se ven afectados.
Temperatura ambiente o atmosférica
Es una variable meteorológica que describe la temperatura del aire en un punto y un momento determinado. Varía notablemente con la altura en casi toda la atmósfera, aunque existen algunas capas de transición o intermedias donde el aire suele presentar un perfil vertical de temperatura cuasi isotérmico.
En los primeros kilómetros de atmósfera, donde tienen lugar todos los fenómenos meteorológicos, se observa que la temperatura ambiente desciende con la altura en la mayoría de los casos. Si ocurre lo contrario, decimos que hay «inversión térmica».
Cuando una masa de aire desplaza a otra, se observan cambios notables en la temperatura ambiente. Esto suele identificarse muy fácilmente en los mapas de previsión de temperaturas en el nivel de 850 hpa, donde los efectos del calentamiento diurno y la topografía se ven reducidos.
En cuanto a la manera correcta de medir la temperatura ambiente en superficie, se debe utilizar un termómetro que esté a resguardo en un abrigo meteorológico (o garita meteorológica), a una altura entre 1,25 y 2 metros del suelo.
Diferencia entre calor y temperatura
El calor es un tipo de energía (energía térmica), y se expresa en Julios (J). La temperatura, en cambio, es la manifestación de otro tipo de energía (energía cinética) y se expresa en grados Celsius, Fahrenheit o Kelvin. Si bien ambos conceptos están estrechamente relacionados, dado que al agregarle o quitarle calor a un sistema modificamos su temperatura, no es correcto mezclarlos.
Hablar de temperaturas frías o cálidas es un sinsentido, como también lo es decir “hace frío” o “hace calor”. Los términos «frío» y «calor» serán apropiados siempre que hagamos referencia a las sensaciones que nos provoca una determinada temperatura ambiente. También es correcto hablar de alta o baja temperatura, dado que esta última es una magnitud. Igualmente, es apropiado decir que un día fue cálido para manifestar que experimentamos temperaturas elevadas, o que fue un día frío si lo que vivenciamos fueron bajas temperaturas.
Otra importante diferencia entre el calor y la temperatura, es que el primero depende de la cantidad de materia que conforme al sistema. Por ejemplo, si exponemos un objeto a una fuente de calor y luego lo cortamos a la mitad, ambas partes conservarán la temperatura que tenían cuando estaban unidas. Pero si deseamos elevar la temperatura de una de las partes, sólo necesitaremos agregar la mitad del calor que agregaríamos si quisiéramos conseguir el mismo ascenso térmico con el objetivo sin dividir.
Escalas de la temperatura
Como la temperatura es siempre un valor relativo, existen diferentes escalas de temperatura que toman puntos de referencia distintos. Las más comunes son:
Escala Celsius (o centígrada)
Punto de congelación del agua a una presión de 1 atm = 0°C.
Punto de ebullición del agua a una presión de 1 atm = 100°C.
El intervalo entre ambos puntos se divide exactamente en 100 partes iguales, cada una de ellas es un grado Celsius (°C).
Escala Fahrenheit
Punto de congelación del agua a una presión de 1 atm = 32°F.
Punto de ebullición del agua a una presión de 1 atm = 212°F.
El intervalo entre ambos puntos se divide exactamente en 180 partes iguales, cada una de ellas es un grado Fahrenheit (°F).
Escala Kelvin (absoluta)
Cero absoluto = 0°K.
Punto triple del agua (temperatura que permite la coexistencia del agua en sus tres estados) = 273.16°K.
El incremento de una unidad en la escala Kelvin coincide con el incremento de una unidad en la escala Celsius.