La temperatura

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Gracias a la construcción y uso de los termómetros, Joseph Black (1728-1799) definió la temperatura de un cuerpo como el número que marcaba el termómetro puesto en contacto con él. Por otro lado, el calor se entendía como algo que se intercambiaban los cuerpos a diferente temperatura hasta llegar a un equilibrio térmico. Así pues, el calor se definió como la variación de la temperatura en una determinada masa. 

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El termómetro

Este instrumento surgió con la necesidad de cuantificar los grados de frío o de calor de un cuerpo. Inicialmente el termómetro se usaba únicamente en la meteorología y en la medicina; sin embargo, la evolución de estos aparatos térmicos hizo cada vez más evidente la importancia del concepto de temperatura; por lo que el termómetro, llegó a ser reconocido como un instrumento de valiosos aportes para la investigación científica.

 

Para la construcción del termómetro fue necesario estudiar sustancias con la capacidad de variar el volumen con la temperatura, es decir con la capacidad de contraerse o expandirse a las variaciones de temperatura.  Inicialmente los científicos utilizaron sustancias como el aire, luego el alcohol y finalmente el físico alemán Fahrenheit empezó trabajar con el mercurio como sustancia termométrica, es decir, como sustancia que varía con la temperatura. 

 

El mercurio había sido de uso común en los barómetros, ya que por su alta densidad, ningún otro líquido podría competir con él. Sin embargo, su expansión térmica baja había impedido la adopción general en los termómetros. Fahrenheit mostró que, a pesar de esta propiedad, el mercurio era muy preciso. Un punto importante a favor del mercurio en ese momento era que, a diferencia del alcohol, estaba disponible en un alto estado de pureza.

 

Para  la creación del termómetro fue de gran importancia establecer una escala de referencia que estandarizara la temperatura. Con este fin los científicos de la época construyeron varios instrumentos que arrojaran la misma medida y por tanto, fueran comparables por un proceso de calibración. En consecuencia surgió la noción de “punto fijo” o “puntos de referencia” y escalas termométricas.

Así se crearon la tres escalas termométricas con las que se mide en actualmente la temperatura. esta escalas son: Fahrenheit, Celsius y Kelvin.

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• Fahrenheit (1686-1736). En 1724 creó una escala de temperatura basada en tres puntos de referencia. El primer punto fue la temperatura corporal, a la cual le asignó el valor de 96. El segundo punto fue el punto del hielo, al cual le asignó el valor de 32. Y, el tercer punto fue la temperatura de una mezcla de hielo, agua, sal y amoniaco, a la cual le asignó el valor de 0. Esta escala se divide en 180 partes.

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• Celsius (1701-1744). En 1742 creó una escala con dos puntos de referencia. El primer punto fue agua en estado solido, hielo, al cual le asignó el valor de 0. Y, el segundo punto fue una mezcla entre agua líquida y vapor de agua, a la que le asignó el valor de 100. La distancia entre los dos puntos la dividió en 100 partes, lo que dio origen al nombre de escala centígrada. 

 

• William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907). En 1848, fue quien demostró la validez de la escala de temperaturas absolutas. Si imaginariamente el gas se continuara enfriando tendría que llegar un momento en que su volumen fuera cero. Aunque es increíble la idea de que la materia tenga un volumen cero, la temperatura a la cual sucedería es importante científicamente. Esta temperatura se ha calculado, y es de 273,15 °C (grados Celsius) bajo cero y se le llama “cero absoluto”. Ésta es la temperatura más fría alcanzable. En esta escala el punto de fusión del agua es de 273,15 °C y el punto de ebullición de 373,15 °C.

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