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Respuesta:
1. ¿Qué es la temperatura?
La lectura que hacemos en un termómetro. Así de simple.
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No os asustéis, estimados lectores. Por supuesto, se suelen dar otras definiciones, algunas de ellas realmente sofisticadas, sobre la temperatura, como os comentaré al final del artículo. Pero ahora se trata de guiar nuestra intuición, así como nuestra capacidad de análisis, desde aquello que conocemos, hacia los fenómenos físicos básicos que justifican lo que conocemos. Y pocas cosas nos son tan familiares como la lectura de la temperatura, en la escala graduada de un termómetro.
2. ¿Qué mide la lectura de un termómetro?
Valores diferentes de una propiedad física, que varía en función de la temperatura. Por ejemplo, en el termómetro de mercurio, mide la dilatación de este líquido, en una escala graduada. Un líquido más dilatado se corresponde con nuestra sensación fisiológica de mayor calor, mientras que cuanto menor es la dilatación, menos calor sentimos. De ahí la adopción histórica del nombre, termómetro, que literalmente significa "medidor de calor".
3. ¿Todos los materiales dilatan igual?
No. De menor a mayor grado de dilatación, están los sólidos, los líquidos y los gases. No dilatan igual diferentes sólidos, ni diferentes líquidos. En cambio, un buen número de gases diferentes dilatan de forma prácticamente idéntica, en un amplio intervalo de temperaturas. De ahí que, históricamente, las definiciones más rigurosas de temperatura se basaran en el estudio de la dilatación de los gases, que se inició a finales del siglo XVIII. Por otro lado, a mayor facilidad para dilatarse, mayor facilidad tenemos para medir cambios de temperatura. Por este motivo, los primeros termómetros, capaces de medir pequeñas variaciones de temperatura se basaron también en los gases. Sin embargo, los termómetros de gases son mecánicamente más complejos que los de líquido, por lo que al final se impusieron estos últimos, al menos para uso cotidiano.
4. ¿Existe alguna otra propiedad, además de la dilatación, para medir la temperatura?
Por supuesto, y esta es una de las razones por las que se ha producido el reciente cambio tecnológico. Sin alargarnos demasiado, se puede medir la temperatura a partir de:
la densidad del agua, mediante el termómetro de Galileo, tan presente en nuestros hogares como ornamentación, y tan útil para medir pequeñas variaciones respecto la temperatura ambiente;
la resistencia de un circuito eléctrico, puesto que ésta se suele incrementar con la temperatura, en metales como el platino. En los termistores, la variación de la resistencia con la temperatura es mucho más acusada, y pueden mostrar aumentos o disminuciones de la resistencia, en función de la temperatura. Los materiales son derivados de semiconductores, así como materiales cerámicos;
el uso de los denominados termopares, o a asociación de éstos, las termopilas, en los que se mide el voltaje generado por la unión de dos metales diferentes, cuando se someten a temperaturas diferentes. Este voltaje depende de la temperatura, de modo bastante sensible, puesto que según la composición de los metales, se llegan a producir variaciones de 1 volt por cada grado centígrado;
la captura de la radiación electromagnética emitida por cualquier cuerpo, un fenómeno universal. Cualquier cuerpo emite radiación, por el hecho de encontrarse a una cierta temperatura. A mayor temperatura, más energética es la radiación, aunque en nuestro entorno la radiación emitida es infrarroja. Sin ir más lejos, nosotros mismos emitimos rayos infrarrojos, unos 100 watios. La técnica es la base de los termómetros digitales propiamente dichos, puesto que la señal del sensor es transmitida a un pequeño procesador, que la traduce en temperatura y la muestra en una pequeña pantalla de cristal líquido. El mismo principio físico es el que ha permitido desarrollar las conocidas cámaras de infrarrojos, tan utilizadas por los cuerpos de seguridad, por la técnica en general, así como en ciertas retransmisiones deportivas;
a partir del color transmitido a través de un cristal líquido. Estos termómetros son los que se utilizan sobre la frente, y pueden utilizarse para reconocer estados febriles;
y muchas otras técnicas, puesto que existen muchas otras propiedades físicas, que varían con la temperatura. En todos los casos, la medición requiere del correspondiente calibrado, que permite conocer la temperatura midiendo el valor de la propiedad en cuestión.
Por cierto, el cuerpo humano dispone también de su propio termómetro, aunque no lleva incorporada una escala graduada. Ciertas proteínas, las fibras C, traducen temperaturas mayores o menores que las de la piel, en una señal eléctrica que se transmite a través de las fibras nerviosas, en nuestro cuerpo. Se trata, por tanto, del mecanismo responsable de uno de nuestros nueve sentidos, la termocepción.
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