4. Las escalas termom�tricas

Corresponde a la sesi�n de GA 4.4 �VIVA LA DIFERENCIA!

Es com�n utilizar las palabras calor y temperatura como si fueran sin�nimos, pero no lo son. Calor es la energ�a que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud de una diferencia de temperatura entre ellos. Temperatura es el promedio de la energ�a cin�tica de todas las mol�culas que conforman un cuerpo.

En el Sistema Internacional SI, la unidad para medir el calor es el joule J, aunque tambi�n es muy utilizada la calor�a cal y la equivalencia entre ellas es: 4.184 J = 1 cal. Para la temperatura, la unidad en el SI es el Kelvin K, pero tambi�n se utilizan las escalas en grados Celsius C y Fahrenheit F.

La temperatura de un cuerpo depende del tipo de material de que est� formado y de la cantidad de masa que tenga, es por eso que, objetos sujetos a las mismas condiciones, pueden tener diferentes temperaturas.

El calor no puede almacenarse dentro de un cuerpo. Al entrar en contacto dos cuerpos, el de mayor temperatura ceder� calor al m�s fr�o, hasta que ambos lleguen a tener la misma temperatura y alcancen un equilibrio t�rmico.

El calor�metro es un instrumento que se usa para comprobar el equilibrio t�rmico, al medir el calor intercambiado, entre dos cuerpos colocados en su interior; consiste en un recipiente met�lico que contiene otro en su interior, aislado y bien pulido para evitar la entrada o salida de calor; tiene una tapa que cierra herm�ticamente, la cual tiene dos orificios, uno para introducir el term�metro y otro para el agitador. Al colocar dentro del calor�metro dos o m�s cuerpos con diferentes temperaturas, despu�s de estar en contacto cierto tiempo, se observa que la temperatura que marca el term�metro se estabiliza, y es entonces cuando se consigue el equilibrio t�rmico.

Es pr�cticamente imposible determinar la temperatura de un cuerpo utilizando s�lo los sentidos humanos, por eso se utilizan los term�metros y su construcci�n est� basada en ciertas propiedades que poseen los cuerpos en general:

- Aumentan su volumen al aumentar su temperatura.

- Aumentan su resistencia al paso de una corriente el�ctrica cuando se incrementa su temperatura.

Los term�metros son los aparatos que se emplean para medir la temperatura; los m�s comunes son los que vienen marcados seg�n la escala de grados cent�grados, la cual tiene 100 divisiones, cada divisi�n representa un grado, de tal forma que 100 es la temperatura de ebullici�n del agua a nivel del mar y 0 es la temperatura del hielo.

Hay diferentes tipos de term�metros, la selecci�n de alguno depender� del cuerpo o sustancia al cual se desee medir la temperatura, as� como la que tenga, aproximadamente, en ese momento:

- Term�metro de mercurio o de m�xima: mide temperaturas de -30 �C hasta 350 �C.

- Term�metro de alcohol o de m�nima: mide temperaturas de 78 � C hasta -100 �C.

- Term�metro de gas: mide temperaturas de -200 �C hasta 1 800 �C

- Term�metro de metal: se utilizan para medir altas temperaturas, registran hasta 2 000 �C.

Los m�dicos utilizan el term�metro de mercurio para medir la temperatura del cuerpo humano, su escala va de 34 �C hasta 42 �C y cada grado est� dividido en d�cimos para facilitar su lectura, en este tipo de term�metro el tubo capilar es lo suficientemente angosto como para que el mercurio pase a trav�s de �l solamente bajo presi�n, ya sea como producto de la expansi�n t�rmica cuando se coloca a una persona o de la fuerza centr�fuga que se ejerce cuando �ste se sacude al terminar de hacer la lectura.

Al relacionar las escalas termom�tricas (Celsius, Fahrenheit y Kelvin) se tiene que:

Un cuerpo puede presentarse en estado s�lido, l�quido o gaseoso, seg�n sea la cantidad de calor que contenga; ya que si �sta var�a, el mismo cuerpo puede adoptar otro estado diferente al que se observ� inicialmente; el cambio de estado depender� de la cantidad de calor cedido o absorbido por el cuerpo durante el intervalo correspondiente.

Los cambios de estado, seg�n los que se observen al principio y al final del proceso, se dividen en:

- Fusi�n: cambio del estado s�lido al l�quido.

- Solidificaci�n: paso del estado l�quido al s�lido.

- Vaporizaci�n: cambio del estado l�quido al gaseoso.

- Condensaci�n: retorno de un vapor al estado l�quido.

- Licuaci�n: cuando se aumenta suficientemente la presi�n a un gas, con temperatura baja, �ste pasa al estado l�quido.

- Sublimaci�n: cambio directo del estado s�lido al gaseoso sin pasar por el l�quido.

- Ebullici�n: es el fen�meno de vaporizaci�n que se produce no s�lo en la superficie libre de un l�quido, sino desde el interior del mismo.