¿Qué es la temperatura? Definición, características y propiedades
Tabla de Contenidos
Definición principal
«La temperatura es una magnitud física, encargada de identificar la intensidad de calor o frío de un cuerpo.»
Los términos de frío y calor son especificados en términos científicos. Si realmente queremos especificar cuánto calor o frío tiene un cuerpo, debemos utilizar la temperatura. De la misma forma, podríamos saber cómo fusionar el hierro. Si conoces la temperatura a la que se podría fundir un metal, sería fácil poder realizar acciones que tanto la física como la química conocen.
La temperatura depende de la energía cinética de las partículas
Toda materia está formada por partículas – átomos o moléculas – que están en constante movimiento. Debido a que se encuentran en este estado, cuentan con la energía cinética. Cuanto más rápido se muevan las partículas, mayor energía cinética generarán. A su vez, esto ocasionará que la temperatura de un objeto se incremente.
Todas las particulas estan en movimiento, tanto en solidos, como en liquidos o gases. Fuente: quimica3.jimdo.com
La temperatura es una medida promedio. Las partículas de la materia se encuentran en constante movimiento, pero no todas ellas se mueven a la misma velocidad y en la misma dirección durante todo el tiempo. Su movimiento es aleatorio. Las partículas de la materia de un objeto se mueven en diferentes direcciones, siendo unas más rápidas que otras. Como resultado, algunas contienen mayor energía cinética que otras.
Así que, ¿qué es lo que determina la temperatura de un objeto? La temperatura de un objeto es la aproximación más precisa que se pueda hacer sobre la energía cinética de sus partículas. Cuando medimos la temperatura de un objeto, calculamos la energía cinética media de las partículas del objeto.
Cuánto más alta sea la temperatura, más rápido se moverán las moléculas de la substancia.
¿Por qué los colorantes se expanden de forma más rápida a través del agua caliente que del agua fría? Esto sucede por el incremento del movimiento de las moléculas. La temperatura no está relacionada con el número de moléculas, por lo que dará igual la cantidad de agua que exista en el recipiente.
Medir la temperatura
Las moléculas son muy pequeñas por lo que se debe utilizar un método indirecto para medir la energía cinética de las partículas de una substancia. A medida que aumenta el calor, como comenté anteriormente, las moléculas se mueven más rápido. Esto hace que las pequeñas partículas aumenten su volumen, necesitando más espacio.Hay algunas herramientas que utilizan la expansión de una substancia para proporcionar una medida indirecta de la temperatura. Estos dispositivos son conocidos como termómetros.
Madre tomando la temperatura a su hija
Hay muchos tipos de termómetro. Los más antiguos, que ahora están siendo descartados del mercado son los compuestos por un tubo delgado de cristal lleno de un líquido. Este líquido puede ser mercurio o alcohol, ya que son las substancias que permanecen líquidas a temperaturas elevadas. Un cambio en la temperatura genera un pequeño incremento en el volumen del líquido. Sin embargo, este efecto se ve magnificado cuando se expande en un tubo muy delgado, como el del termómetro.
Algunos termómetros cuentan con el uso de tiras bimetálicas diferentes, unidas o pegadas. Como cada uno de los metales se expande a diferente velocidad, la tira combinada se dobla en una dirección determinada al calentarse. Cuando se enfría, se doble hacia la posición contraria. Algunos termostatos utilizan tiras bimetálicas. Estos dispositivos son utilizados para controlar los sistemas de calentamiento y enfriado.
Los acuarios pueden tener un termómetro en su exterior. En su interior suelen contener cristales líquidos que cambian de color en base a la temperatura del tanque de agua. A medida que la temperatura aumenta, las moléculas del cristal líquido chocan entre sí cada vez más. Esto causa un cambio en la estructura de los cristales, afectándole al color manifestado.
Existen varios tipos de termometros para peceras, el mas comun se coloca en el exterior
Un termómetro que no presenta marcas de medida, o graduaciones, no será útil ya que no estará calibrado teniendo en cuenta unos puntos fijos. El espacio entre estos puntos fijos está descompuesto en divisiones, conocidas como grados. Los grados son utilizados para indiciar la temperatura.Hay tres tipos de escalas de temperatura, las más utilizadas son las llamadas: Celsius, Fahrenheit y Kelvin. No obstante las dos escalas más conocidas son:
La escala Fahrenheit – De manera arbitraria Daniel Fahrenheit decidió que los puntos de congelación y ebullición del agua deberían estar separados por 180 grados, fijando la congelación del agua a 32 grados. Así que decidió construir un termómetro. Lo introdujo en agua congelada y marcó el nivel del mercurio en el cristal, como 32 grados. Después, colocó el mismo termómetro en agua hirviendo y marcó que el nivel del mercurio fuese de 212 grados. Entre ambos puntos él marcó 180 espacios eventuales.
La escala Celsius – Anders Celsius decidió arbitrariamente que los puntos de congelación y ebullición del agua estarían separados por 100 grados, por lo que fijó el punto de congelación del agua en 100 grados. (Su escala fue invertida más adelante, ya que el punto de ebullición del agua es 100 grados, mientras que el de congelación es de 0 grados.) Para más información, visita, ¿cómo funciona el termómetro?
Los termómetros pueden medir la temperatura debido a la expansión termal. La expansión termal es el incremento en el volumen de una substancia debido al aumento de la temperatura. A medida que una substancia se vuelve más caliente, sus partículas se mueven más rápido. Las substancias reaccionan de esta forma dependiendo de la temperatura que alcancen.
Cuando se introduce un termómetro en una substancia caliente, el líquido de su interior se expande y eleva. De esta forma se obtiene la temperatura de esa substancia midiendo la expansión del líquido en el termómetro.
Energía termal y cinética
Los átomos siempre están en movimiento. Imagina que tienes un microscopio lo suficientemente potente como para ver las moléculas individuales que forman un compuesto (o los átomos en caso de un elemento). Podrías ver que las moléculas están moviéndose, incluso en un objeto sólido. En un sólido, las moléculas no están constantemente en el mismo lugar, pero actúan de forma conectada como si de resortes se tratara.
Las moleculas se encuentran en movimiento constante
Cada molécula permanece en el mismo lugar, normalmente, aunque tiemblan en todas las direcciones. Como seguramente adivinarías, este “terembleque” se debe al movimiento, y este a la energía termal, un tipo de energía cinética.
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