Temperatura

Te explicamos qué es la temperatura, qué escalas e instrumentos se utilizan para medirla. Además, sus características e impacto.

¿Qué es la temperatura?

La temperatura es una magnitud física relacionada con la energía cinética promedio de las partículas que forman un cuerpo o un sistema. A mayor energía cinética, mayor temperatura.

También llamamos temperatura a la experiencia sensorial que tenemos con respecto a nuestro propio cuerpo y con respecto a nuestro medio externo, por ejemplo, al tocar un objeto o sentir la presencia del aire.

La percepción del frío o del calor es una experiencia subjetiva pero la temperatura es una magnitud que puede medirse y cuya existencia está definida científicamente.

La primera vez que se midió la temperatura fue en 1592, con un termómetro manual inventado por Galileo Galilei.

Sin embargo, aún no era posible hablar de una temperatura en unidades absolutas (como los grados) sino en términos relativos: se calculaba la diferencia entre la temperatura corporal y la temperatura ambiental.

Ver además: Energía geotérmica

Medición del calor

Al hablar de temperatura hablamos de una determinada cantidad de calor que un cuerpo absorbe o cede. Es muy importante no confundir la temperatura y el calor. El calor es una forma de energía en tránsito. Un cuerpo o sistema nunca posee calor, sino que lo absorbe o cede. En cambio, sí posee una temperatura relacionada con ese flujo de calor.

Desde el punto de vista de la física, el calor transferido a un sistema o cuerpo genera actividad molecular, es decir, agitación (o movimiento) de las moléculas. Al medir la temperatura, lo que medimos es ese movimiento que sensorialmente percibimos como calor pero que es realmente energía cinética.

Escalas para medir temperatura

• Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue ideada por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724 y es completamente diferente a las escalas Celsius y Kelvin. En esta escala, el punto de congelación del agua es 32 °F y el punto de ebullición 212 °F.

Se cree que el científico ideó esta escala porque quería evitar las temperaturas negativas y el 0 °F es la temperatura más baja a la que pudo llegar, que corresponde a aproximadamente 17,8 °C bajo cero.

La amplitud del grado de temperatura en esta escala es mucho menor que la amplitud del grado en las escalas Kelvin o Celsius, lo cual puede observarse en la diferencia entre el punto de congelación y ebullición del agua, que es de 180 °F, en comparación con los 100 °C que separan ambas temperaturas según las otras escalas.

• Escala Celsius

El grado Celsius (°C) era históricamente conocido como grado centígrado porque definía una diferencia de 100 grados entre el punto de congelación y de ebullición del agua. Actualmente se lo conoce con su nombre correcto, en honor a Anders Celsius, quien definió esta escala en 1742.

Al basarse en el estado físico del agua, esta escala facilita su uso en meteorología y el estudio de las propiedades físicas y químicas de diversos materiales.

• Escala Kelvin

La escala de temperatura Kelvin fue creada por William Thomson Kelvin en 1848 teniendo en cuenta la concepción del calor como movimiento de partículas.

El grado cero en la escala Kelvin (0 K) se denomina cero absoluto y es la ausencia de movimiento de las partículas. Es el equivalente a −273,15 °C y es una temperatura que actualmente es teórica, no se ha logrado aún alcanzar ese valor experimentalmente. El grado Kelvin tiene la misma amplitud que el grado Celsius, ya que tomó esa escala como modelo.

Instrumentos de medición de temperatura

• Termómetros de líquido.
  • Mercurio. Pueden medir temperaturas entre -39 °C y 357 °C. Son de fácil transporte y lectura.
  • Alcohol coloreado. Pueden medir temperaturas entre -112 °C y 78 °C. Son de fácil transporte pero de menor precisión que los termómetros de mercurio.
• Termómetros de gas. Miden temperaturas entre -27 °C y 1.477 °C. Aunque son de gran amplitud y exactitud, su uso es complicado, por lo que se utiliza principalmente para la graduación de otros termómetros.
• Termómetros de resistencia de platino. Miden temperaturas de entre -259 °C y 1.127 °C pero su precisión es confiable hasta los 631 °C.
• Pilas termoeléctricas. Están formadas por dos cables metálicos unidos, cuyo voltaje varía dependiendo de la temperatura. Miden temperaturas de entre -248 °C y 1.477 °C y se utilizan principalmente para reaccionar con rapidez a cambios bruscos de temperatura.
• Pirómetros. Utilizan radiación para medir temperaturas de hasta 4000 °C.

Tipos de temperatura

La temperatura se clasifica en:

• Temperatura seca. Es la temperatura del aire sin tomar en consideración su movimiento ni porcentaje de humedad. Se mide con un termómetro de mercurio de color blanco para evitar que absorba radiación. Es, de hecho, la temperatura que medimos al usar un termómetro de mercurio.
• Temperatura radiante. Mide el calor emitido por los objetos, incluyendo la radiación solar. Por eso, la temperatura radiante varía según se tome bajo el sol o a la sombra.
• Temperatura húmeda. Para tomar esta temperatura, se envuelve el bulbo del termómetro en algodón húmedo. Así, si hay mucha humedad en el ambiente, las temperaturas secas y húmedas serán las mismas, pero cuanto menor sea la humedad relativa entre el ambiente y el bulbo, menor será la temperatura húmeda.

Factores que modifican la temperatura

• La altitud

La altitud es uno de los factores que modifican la temperatura. La variación estándar es que la temperatura disminuye 6,5 °C por cada kilómetro, es decir, un grado cada 154 metros.

Esto se debe a que la presión atmosférica disminuye a medida que aumenta la altitud, es decir, hay menor concentración de partículas de aire que conserven el calor.

Sin embargo, es importante señalar que este cambio de temperatura depende también de otros factores como el sol, el viento y la humedad.

• La latitud

La latitud es la distancia angular desde un punto de la superficie terrestre hasta el paralelo 0 (el ecuador). Dado que es una distancia angular, se mide en grados.

Cuanto mayor es la latitud, es decir, cuanto mayor es la distancia con el ecuador, menor es la temperatura. Esto se debe a que en el ecuador la superficie terrestre recibe los rayos solares en forma perpendicular, mientras que en los polos (la máxima latitud) los rayos llegan de forma tangencial y por menos cantidad de tiempo.

Por eso, cerca del ecuador los climas son más cálidos mientras que en los polos se acumula el hielo.

• La continentalidad

Otro de los factores que afecta la temperatura es la distancia con el océano, es decir, la continentalidad.

El aire cercano a los mares es más húmedo y, por lo tanto, retiene durante más tiempo una temperatura estable.

Por el contrario, el aire lejano a los océanos es más seco y, por lo tanto, la variación de temperatura entre el día y la noche o la luz y la sombra es mayor.

Por eso, en áreas desérticas puede haber una amplitud térmica de veinte grados o más.

¿Cómo impacta la temperatura sobre los animales?

La temperatura afecta a todos los seres vivos. Sin embargo, su impacto cambia dependiendo de los mecanismos de regulación interna de cada organismo:

• Animales homeotermos. Son los animales que regulan su propia temperatura. Suelen contar con pelaje o plumas que los aísla de la temperatura atmosférica. Su organismo cuenta con mecanismos que les permiten regular su propia temperatura. Para sostener estos mecanismos necesitan mucha energía química, que obtienen del alimento. Estos animales son más resistentes a las variaciones de temperatura.
• Animales poiquilotermos. Son animales que no pueden regular su propia temperatura corporal, por lo que adoptan conductas que les facilitan tomar la temperatura del ambiente. Los lagartos, por ejemplo, pasan largas horas bajo el sol para poder tomar el calor de los rayos solares. Estos animales son muy sensibles a las diferencias de temperaturas, por lo que suelen vivir en ecosistemas muy específicos.

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