En los términos más intuitivos, la temperatura se refiere a qué tan caliente o frío está algo; específicamente, una medida de la energía cinética promedio de las partículas en un objeto, que es un tipo de energía asociada con el movimiento
Temperatura definida
Pero, ¿qué tan caliente es el calor y qué tan frío es el frío? Los términos caliente y frío no son términos muy científicos. Si realmente queremos especificar qué tan caliente o frío está algo, debemos usar la temperatura. Por ejemplo, ¿qué tan caliente está el hierro fundido? Para responder a esa pregunta, un científico físico mediría la temperatura del metal líquido. Usar la temperatura en lugar de palabras, como frío o calor, reduce la confusión.
Toda la materia está compuesta de partículas, átomos o moléculas, que están en constante movimiento. Debido a que las partículas están en movimiento, tienen energía cinética. Cuanto más rápido se mueven las partículas, más energía cinética tienen. ¿Qué tiene que ver la temperatura con la energía cinética? Bueno, como se describe en esta figura, cuanta más energía cinética tienen las partículas de un objeto, mayor es la temperatura del objeto.
La temperatura es una medida promedio. Las partículas de materia se mueven constantemente, pero no todas se mueven a la misma velocidad y en la misma dirección todo el tiempo. Como podemos ver en esta figura, el movimiento de las partículas es aleatorio. Las partículas de materia de un objeto se mueven en diferentes direcciones y algunas partículas se mueven más rápido que otras. Como resultado, algunas partículas tienen más energía cinética que otras. Entonces, ¿qué determina la temperatura de un objeto? La temperatura de un objeto es la mejor aproximación de la energía cinética de las partículas. Cuando medimos la temperatura de un objeto, medimos la energía cinética promedio de las partículas en el objeto.
Cuanto más alta es la temperatura, más rápido se mueven las moléculas de la sustancia, en promedio. Los tintes se esparcen más rápidamente por el agua caliente que por el agua fría. Esto se debe al aumento del movimiento de las moléculas. La temperatura no tiene que ver con la cantidad de moléculas involucradas. En determinadas condiciones, las temperaturas de las muestras de 10 ml y 100 ml de agua hirviendo son iguales. Esto significa que la energía cinética promedio de las moléculas es la misma para las dos cantidades diferentes de agua.
Cómo medir la temperatura
Dado que las moléculas son tan pequeñas, debe utilizar un método indirecto para medir la energía cinética de las moléculas de una sustancia. A medida que se agrega calor a una sustancia, las moléculas se mueven más rápidamente. Este aumento de movimiento provoca un pequeño aumento en el volumen o la cantidad de espacio que ocupan la mayoría de los materiales. Hay dispositivos que utilizan la expansión de una sustancia para dar una medida indirecta de temperatura. Estos dispositivos se denominan termómetros .
Hay muchos tipos de termómetros. Muchos termómetros son tubos de vidrio delgados llenos de un líquido. El mercurio y el alcohol se usan a menudo en termómetros porque permanecen líquidos en un amplio rango de temperatura. Un cambio de temperatura provoca un pequeño cambio en el volumen del líquido. Sin embargo, este efecto se magnifica cuando el líquido se expande en el tubo muy delgado del termómetro.Algunos termómetros implican el uso de tiras bimetálicas. En tales termómetros, las tiras hechas de dos metales diferentes están unidas o pegadas. Debido a que los metales se expanden a diferentes velocidades, la tira combinada se dobla en una determinada dirección cuando se calienta. Cuando se enfría, se dobla en la dirección opuesta. La siguiente figura muestra una tira bimetálica utilizada como termostato. Un termostato es un dispositivo que se utiliza para controlar los sistemas de calefacción y refrigeración.
Algunos termómetros, que se utilizan a menudo en el exterior de los acuarios, contienen cristales líquidos que cambian de color según la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas del cristal líquido chocan cada vez más entre sí. Esto provoca un cambio en la estructura de los cristales, que a su vez afecta su color. Estos termómetros pueden determinar con precisión la temperatura entre 65 F y 85 F.
Un termómetro sin marcas, ni graduaciones, no te sería de mucha utilidad. Un termómetro se calibra marcando dos puntos fijos. El espacio entre estos puntos fijos se divide en divisiones llamadas grados . Los grados se utilizan para indicar la temperatura. Hay tres tipos de escalas de temperatura que se utilizan comúnmente en la actualidad: Celsius, Fahrenheit y Kelvin. Estamos acostumbrados a expresar la temperatura con grados Fahrenheit (F). Los científicos a menudo usan grados Celsius (C), pero Kelvin (K) es la unidad SI para la temperatura.
Los termómetros pueden medir la temperatura debido a la expansión térmica. La expansión térmica es el aumento de volumen de una sustancia debido a un aumento de temperatura. A medida que una sustancia se calienta, sus partículas se mueven más rápido. Las partículas en sí mismas no se expanden; simplemente se extienden para que toda la sustancia se expanda. Diferentes sustancias se expanden en diferentes cantidades para un cambio de temperatura dado. Cuando inserta un termómetro en una sustancia caliente, el líquido dentro del termómetro se expande y sube. Mides la temperatura de una sustancia midiendo la expansión del líquido en el termómetro.
¿Por qué cambia la temperatura?
Por supuesto, la superficie de la tierra se mueve, así que esperamos que haga más frío por la noche cuando nos hemos alejado de los rayos del sol. Pero algunas partes de la Tierra también reciben rayos más concentrados que otras, y en en diferentes momentos. Esto explica por qué hace más calor en el ecuador y mucho frío en los polos, y también explica las estaciones.
Pero nada de esto explica por qué debe sentirse frío un día y caliente al día siguiente, a la misma hora del día, en el mismo lugar. ¿Recuerdas que la superficie de la tierra calienta el aire justo encima de ella? La segunda cosa importante…
La idea es que este aire puede moverse. Si el aire en el que estamos parados se ha movido de una parte cálida de la tierra, se sienten más calientes. Si se ha movido de una parte fría de la tierra, se sentirá más frío.
¿Por qué me siento más frío cuando el sol se pone detrás de una nube?
En primer lugar, si te calientas directamente por los rayos del sol y éste va detrás de una nube, entonces te queda calentado sólo por el aire que está en contacto con la piel, que es una forma menos directa de calentar la piel.
En segundo lugar, el aire a tu alrededor puede estar bastante frío pero no lo has notado porque el sol estaba calentando tu directamente a la piel. El aire caliente se eleva y el aire frío se hunde. Por lo tanto, el aire frío puede quedar atrapado, por ejemplo en un valle o en un patio. Puede tomar mucho tiempo para que el suelo se caliente, especialmente si el suelo es bastante frío, como a primera hora de la mañana. Así que, a veces podemos sentir calor cuando los rayos del sol nos calientan directamente y luego de repente se dan cuenta de que el aire es frío cuando el sol va detrás de una nube.
¿Por qué me siento caliente, incluso cuando no puedo ver el sol?
El aire caliente se eleva. Si el aire caliente contiene vapor de agua, éste podría condensarse en nubes. Así que las nubes son a menudo se encuentran donde hay aire caliente. Además, las nubes actúan como una manta sobre el aire por encima de la superficie de la tierra, manteniendo en el calor. Por otro lado, en un desierto sin nubes, puede hacer mucho calor durante el día pero mucho frío en noche porque mucho del calor se escapa entonces. Así que es muy posible que aunque el sol esté bloqueado por las nubes, tu piel está en contacto con aire bastante caliente.
Sobre el autor
- Soy Licenciado en Ciencias de la Información (Periodismo) por la Universitat Autònoma de Barcelona, lo que me brinda una sólida formación en el campo del periodismo y la comunicación. Durante mis estudios, he adquirido una amplia comprensión de las habilidades y técnicas necesarias para investigar, redactar y publicar noticias y artículos informativos.
Mi formación me ha permitido desarrollar habilidades como la capacidad de análisis crítico, la redacción clara y concisa, la capacidad de sintetizar información compleja y la habilidad para comunicar de manera efectiva. Además, he adquirido conocimientos sólidos sobre ética periodística, leyes y regulaciones aplicables a los medios de comunicación, así como sobre la importancia de la objetividad y la veracidad en el periodismo.
Durante mi carrera, he tenido la oportunidad de realizar prácticas en diversos medios de comunicación, lo que me ha brindado una valiosa experiencia práctica en el mundo real del periodismo. Estas experiencias me han permitido aplicar los conocimientos adquiridos en el aula y enfrentarme a los desafíos y presiones del trabajo periodístico en un entorno profesional.
Además de mi formación académica, poseo excelentes habilidades de comunicación tanto oral como escrita, lo que me permite transmitir información de manera clara y efectiva a diferentes audiencias. Soy una persona altamente organizada, capaz de trabajar bajo presión y cumplir con plazos ajustados, características esenciales en el ámbito periodístico.
