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Escalas termométricas

Escalas Termométricas

Sabiendo que la temperatura se entiende como la magnitud física escalar con la cual se indica el grado de agitación de las moléculas de un cuerpo. Esto quiere decir que mientras mayor sea el movimiento de las moléculas de un cuerpo, mayor será su temperatura, es decir, la temperatura del cuerpo es proporcional al movimiento de las moléculas que lo conforman.

La encargada de determinar los niveles de temperatura es la termometría, haciendo uso de un termómetro se puede conocer con precisión la temperatura de un cuerpo determinado, dicho instrumento funciona basado en las propiedades de la materia debido al efecto que ejerce el calor, la temperatura en sí puede ser un concepto subjetivo basado en percepciones y por medio de este valioso instrumento – el termómetro- es que puede determinar con precisión los niveles de temperatura alcanzados, medibles en diferentes escalas, valiéndose de las propiedades termométricas de los elementos que componen el termómetro, que no es más que aquella capacidad de variar en función de los cambios de temperatura.

Partiendo de la sensación corporal se puede hacer un estimado de la temperatura ambiental o de la temperatura de un objeto, es lo que se conoce como sensación térmica. Sin embargo, si se desea hacer una medición más precisa se debe recurrir a herramientas que nos permitan obtener información precisa, como el termómetro.

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¿Qué son las escalas termométricas?

¿Que son escalas termométricas?

Las escalas termométricas son como su nombre lo dice, escalas que se usan para medir las temperaturas de diversos cuerpos o superficies basándose en algunas temperaturas de la naturaleza y es así, como se puede medir el punto de congelación o evaporación de agua, la temperatura promedio del cuerpo humano y el punto que se debe alcanzar para que se dé la congelación del agua salada.

Para medir las temperaturas existen diversas escalas de medición, que se usan de forma universal dependiendo de la necesidad, las temperaturas a medir pueden ser absolutas o relativas.

El ser humano no es capaz por sí solo de medir la temperatura sin tener que hacer uso de herramientas, es por eso que utiliza termómetros. La sensación fisiológica puede dar en principio un estimado de la temperatura de un cuerpo u objeto, sin embargo los resultados pueden verse afectados si lo que se va a medir ha estado previamente en contacto con otro cuerpo con una temperatura diferente o expuesto a una fuente de frío o calor que le haya transferido temporalmente su temperatura, es por ello que no puede expresarse con exactitud el resultado de estas mediciones empíricas y enteramente subjetivas basándose en estimaciones sin usar métodos ni herramientas.

En los cuerpos físicos siempre hay otras propiedades medibles en función de las variaciones de temperatura, de tal modo que cada nivel de temperatura va asociado con una característica específica de esa propiedad. Por ejemplo, la longitud de una varilla de metal, la presión determinada de un gas, la resistencia de un metal específico ante la electricidad o el volumen de un líquido, es así como ciertos líquidos tienen un estado diferente en función de la temperatura a la cual está sometido. Son estas magnitudes asociadas a la temperatura lo que se denomina propiedad termométrica ya que pueden utilizarse para construir diversos tipos de termómetros.

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Para poder definir una escala termométrica, se hace indispensable seleccionar una propiedad termométrica que cumpla con las siguientes características:

  • Para poder detectar cambios térmicos por más pequeños que sean, con una precisión por lo menos aceptable, la propiedad termométrica debe ser lo suficientemente sensible ante las variaciones de temperatura.
  • El rango disponible para medir la temperatura debe ser amplio para abarcar mayor posibilidad de variaciones.
  • Debe utilizarse una expresión matemática conocida para explicar la relación entre la propiedad que usa para medir y la temperatura a medir.
  • Determinar puntos fijos de procesos en los cuales se pueda verificar que la temperatura guarda cierto comportamiento y permanece constante, como por ejemplo cuando se somete un líquido a punto de ebullición.
  • Al ser determinada la propiedad termométrica, se debe elaborar la escala de temperaturas, para ello: se debe determinar los puntos de referencia que sean constantes en la naturaleza y se debe fijar una unidad de medida o grado, que será el intervalo de variación de la temperatura.

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Escalas termométricas absolutas y relativas

Existen dos escalas de medición de temperatura, se clasifican en función del tipo de medición que realizan:

Escalas Termométricas Absolutas

El científico británico Lord Kelvin pionero en la termodinámica, desarrolló esta escala y en su honor lleva su nombre, es decir que la escala termométrica se mide en grados Kelvin. La temperatura más baja de esta escala es el cero absoluto o grado cero Kelvin, indica la temperatura más baja posible de registrarse según la teoría termodinámica. El grado cero Kelvin equivale a -273.16 grados centígrados.

En cuanto a la escala Celsius (que explicaremos más adelante) ambas guardan relación ya que las unidades de medida son del mismo tamaño, haciendo la diferencia el hecho de que en la escala Kelvin la temperatura 0 es mucho más baja, teniendo como punto de referencia el cero absoluto.

Para conocer más sobre la escala termométrica absoluta, es necesario conocer algunos conceptos relacionados:

Cero absoluto: Es la medida más baja de la temperatura posible y corresponde al estado de la materia donde en teoría cesan todos los movimientos moleculares por lo cual el flujo de calor es reducido a cero.

Escalas Termométricas Relativas

En esta escala se toma como punto de referencia alguna de las propiedades físicas de los cuerpos, como punto de ebullición o congelamiento.

Entre ellas destacan la escala de medición Celsius, Fahrenheith y kelvin.

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Escalas termométricas más usadas

Escalas mas usadas

Escala Celsius o Centígrada (C)

Es una escala desarrollada por el científico sueco Anders Celsius que fue bautizada como Escala Celsius en su nombre. En esta escala definida en 1742, la medida se representa °C y su origen se debe a que el científico tomó como referencia las temperaturas necesarias para el punto de ebullición y congelación del agua, asignando valores entre 0 y 100, siendo 0°C la temperatura más baja y 100°C la más alta en esta escala.

Con el paso de los años, esta escala se ha convertido en un estándar de medida internacional y ya que es una escala “centesimal”, es decir que se divide en 100 partes iguales, denominándose a cada una de ellas “grado centígrado” o “grado Celsius”.

Escala Kelvin (K)

Esta escala establecida por el científico Lord William Thompson Kelvin el incremento de 1K equivale a 1°C, que es lo que se conoce como escala métrica absoluta.

Donde 0k equivale a -273°C o a -459°F, es decir un cero absoluto de temperatura, debajo de esa temperatura no se puede lograr descender más, es decir que en esta escala es imposible que se registren temperaturas kelvin bajo cero negativas.

La escala Kelvin es comúnmente utilizada para los estudios científicos, mientras que para el resto de usos domésticos y clínicos se elige la escala Celsius y Fahrenheit, en ese orden.

Escala Fahrenheit (F)

Esta escala fue diseñada por el científico holandés-alemán de nombre Gabriel Daniel Fahrenheit y en la actualidad se utiliza principalmente en Estados Unidos y el Reino Unido, no de manera oficial sino más por costumbre popular.

En la escala Fahrenheit los valores se dividen en 180 partes iguales, también denominadas grados Fahrenheit y distinguida con el símbolo °F, los puntos de congelación y ebullición están entre 32°F y 212°F respectivamente. La escala de Fahrenheit es diferente a la de Celsius en dos aspectos: los valores asignados a los puntos fijos de medición y el tamaño de los grados.

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Escalas termométricas y dilatación

Las dimensiones que se usan como propiedades termométricas constituyen el fundamento de la mayoría de los termómetros ordinarios, proviene del hecho que se da cuando las dimensiones de los cuerpos aumentan con la temperatura; esto es básicamente el fenómeno de la dilatación y en ellos se basan para la fabricación de termómetros líquidos, como los que se hacen de alcohol coloreado para usos meteorológicos o los de uso clínico que se hacen con mercurio, en ambos casos se usa el fenómeno de la dilatación y tienen como propiedad termométrica el volumen del líquido que contienen.

De igual forma se puede utilizar como propiedad termométrica la longitud de una varilla o de un hilo metálico ya que su ley de variación producida con los cambios para rangos no muy amplios es un parámetro característico de la sustancia que se conoce como coeficiente de dilatación lineal.

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Escalas termométricas y fórmulas de conversión

La relación que existe entre las escalas termométricas más utilizadas en la actualidad hace posible que se pueda expresar una misma temperatura de formas diferentes, es decir que se puede indicar la misma medición con diferentes medidas y resultados numéricos.

Al aplicar las diferentes ecuaciones de conversión existentes se puede determinar cuál es la temperatura de un cuerpo ya sea en escalas Fahrenheit, Kelvin o Celsius.

Las conversiones más relevantes entre estas escalas de medición de temperaturas son:

K = C + 273.16 para convertir de grados Celsius a grados Kelvin

F = 1.8 C + 32 para convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit

Para la conversión de K en ºC se utiliza la siguiente ecuación:

t(ºC) = T(K) – 273

es decir:

t(ºC) = 77 – 273 = – 196 ºC

Para realizar la conversión en ºF se emplea la ecuación:

t(ºF) = 1,8 · t(ºC) + 32

t(ºF) = 1,8 · (- 196) + 32 = – 320,8 ºF

El termómetro

El termómetro

Llamados termoscopios en un principio, los termómetros eran un recipiente en forma de esfera prolongado por un tubo en el cual había un líquido coloreado, en la parte interna del recipiente en forma de esfera se eliminaba el aire lo cual permitía que con la inmersión del tubo en otro recipiente con un líquido, éste pueda subir al interior. Si el aire del recipiente esférico se calentaba se producía un aumento de presión lo cual hacía que el líquido descendiera. Esta era una forma antigua que se utilizaba para medir la temperatura con un instrumento, Galileo Galilei fue uno de los personajes que usó y fabricó éste tipo de inventos, en el que construyó Galilei el líquido de color era vino y seguía básicamente el mismo principio.

En la actualidad es posible conseguir diferentes tipos de termómetros según la necesidad que se tenga:

  • Termómetro de máxima y mínima medir la temperatura ambiental: durante diversos momentos del día o en diversos ambientes.
  • Termómetro clínico para medir la temperatura corporal: se emplean termómetros, los hay de mercurio que una vez hecha la medición, su diseño evita que la temperatura baje al dejar de estar en contacto con el cuerpo. Lamentablemente el alto nivel contaminante del mercurio ha ocasionado que en algunos países se esté retirando del mercado y minimizando su uso dando paso a los termómetros digitales, los cuales en poco tiempo nos proporcionan la información sobre la temperatura que registra el cuerpo de forma precisa.

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Diferentes zonas para medir la temperatura corporal

Para tomar la medida de la temperatura se utilizan termómetros digitales y de mercurio, las lecturas se realizan en diferentes partes del cuerpo y en función de ello se diseñan modelos de termómetro para cada uso:

Termómetro Axilar, se utiliza para medir la temperatura en la zona de la axila.

Cómo usar el termómetro axilar

Se utiliza de la siguiente manera:

  1. Secar con una toalla seca la axila.
  2. Colocar el sensor de temperatura en el centro de la axila, haciendo un ángulo de 90° con el antebrazo cerrado sin presionar mucho pero evitando que se mueva manteniéndose así en contacto directo con la piel.
  3. Mantener el termómetro en el lugar indicado durante un espacio de tres a cinco minutos, si es un termómetro digital se debe esperar hasta que suene la alarma que avisa que ya es posible ver la temperatura registrada.

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Termómetro Oral, se puede decir que es la principal vía tradicional para medir la temperatura y si no hay impedimento para utilizarlo es la vía utilizada por excelencia.

Cómo usar el termómetro oral

Para medir la temperatura corporal con el termómetro oral solo debes:

Colocar el sensor de temperatura, previamente esterilizado y seco debajo de la lengua, cuidando que en todo momento esté en contacto con los tejidos y manteniendo la boca cerrada mientras se efectúa la medición.

Termómetro rectal, se utiliza para medir las temperaturas vía anal, con este tipo de termómetros se debe tener especial cuidado tanto en la introducción del mismo al cuerpo como en la higiene.

Cómo usar el termómetro rectal

Para medir la temperatura corporal con el termómetro rectal debes: lubricar el sensor, ya sea con lubricante, vaselina o aceite de oliva para así poder facilitar el ingreso en el cuerpo. Para mayor comodidad se debe ubicar a la persona sobre un costado de su cuerpo e introducirlo una pulgada (de dos a tres centímetros aproximadamente) con mucho cuidado para no lastimar.

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Termómetros de oído por infrarrojos, es otra de las formas conocidas para medir la temperatura corporal, se hace a través de la lectura de la temperatura del oído, también conocida como temperatura de la membrana timpánica. Es una forma rápida y muy recomendable para los niños ya que no es invasiva ni causa molestias.

Como usar el termómetro de oído por infrarrojos

Termómetros infrarrojos

Hay infinidad de marcas y clases y si bien cada casa fabricante diseña un funcionamiento particular, hay algunas instrucciones que en términos generales se aplican para todos los modelos de termómetro de oído por infrarrojos:

  1. Una vez sacado del estuche, se debe comprobar el nivel de las baterías (ya que si hay batería baja la lectura puede ser incorrecta), colocar el cobertor desechable de la punta del termómetro.
  2. Sostener la cabeza de la persona, en especial si se trata de niños para evitar que gire y pueda ocasionar daño en el oído.
  3. Empujar cuidadosamente la oreja de la persona sin mover la cabeza, es importante que el movimiento sea hacia arriba y atrás de la oreja para posteriormente introducir el termómetro.
  4. Encienda, sostenga el botón por un par de segundos y luego retire de la abertura del oído, a menos que las instrucciones de su termómetro digan lo contrario, en ese caso siga esas instrucciones al pie de la letra.
  5. De inmediato podrá leer la temperatura en la ventana digital del termómetro.
  6. Finalmente retire y deseche el cobertor desechable de la punta.

Termómetro de tira plástica: son bandas o tiras de plástico diseñadas para medir los cambios externos de temperatura en un momento dado, para ello se emplea una escala colorimétrica que indica al instante de ponerla en contacto con la piel, especialmente de la frente por espacio de un minuto, si la persona tiene fiebre o al menos un estimado de la temperatura actual ya que sus resultados puedes ser alterados si previamente se estuvo en contacto directo con una fuente de frio o calor, como por ejemplo un pañito con agua fría; por lo tanto los resultados que brinda este termómetro son de carácter orientativo y se recomienda utilizar otro tipo de termómetros para resultados más precisos.

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Recursos sobre termómetros para el lector

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