Todas las formas de medir la temperatura: escala Fahrenheit, escala Celsius, escala Kelvin

La temperatura es una propiedad física fundamental que se utiliza ampliamente en nuestra vida cotidiana y en diversos campos de la ciencia. Para medir la temperatura, se han desarrollado diferentes escalas, siendo las más comunes la escala Fahrenheit, la escala Celsius y la escala Kelvin. Cada una de estas escalas tiene su propia historia, referencia y forma de medición. En este artículo, exploraremos en detalle cada una de estas escalas, destacando sus diferencias y cómo se relacionan entre sí.

• Escala Fahrenheit
• Escala Celsius
• Escala Kelvin
• Diferencias y uso de las escalas de temperatura
• Importancia de las escalas de temperatura en la vida cotidiana y la ciencia

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit lleva el nombre de su creador, el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit, quien la introdujo a principios del siglo XVIII. Fahrenheit buscaba una escala que fuera útil en la vida cotidiana y que tuviera puntos de referencia prácticos. Para establecer su escala, utilizó dos puntos de referencia: el punto de fusión del hielo y una mezcla de agua, hielo y sal en equilibrio, y el punto de ebullición del agua.

En la escala Fahrenheit, el punto de fusión del hielo se estableció en 32 grados Fahrenheit (°F) y el punto de ebullición del agua en 212 °F. La escala Fahrenheit divide el intervalo entre estos dos puntos en 180 partes iguales. Cabe destacar que, inicialmente, Fahrenheit estableció que la temperatura del cuerpo humano era de 100 °F, pero más tarde se corrigió a 98,6 °F.

La fórmula para convertir entre Celsius y Fahrenheit es la siguiente: T (°F) = 1,8 x T (°C) + 32

Escala Celsius

La escala Celsius, también conocida como escala centígrada, fue propuesta por el astrónomo y físico sueco Anders Celsius en 1742. A diferencia de Fahrenheit, Celsius decidió utilizar puntos de referencia relacionados directamente con las propiedades físicas del agua. Estableció el punto de fusión del hielo como 0 grados Celsius (°C) y el punto de ebullición del agua como 100 °C.

La escala Celsius divide el intervalo entre estos dos puntos en 100 partes iguales. Sin embargo, es importante destacar que Celsius inicialmente definió su escala al revés, con el punto de fusión del hielo en 100 °C y el punto de ebullición del agua en 0 °C. Esta inversión se realizó posteriormente para evitar confusiones con otras escalas de temperatura.

La relación entre Celsius y Kelvin es bastante sencilla, ya que una variación de 1 grado Celsius es equivalente a una variación de 1 Kelvin. La fórmula para convertir entre Celsius y Kelvin es la siguiente: T (K) = T (°C) + 273,15

Una majestuosa montaña cubierta de hielo, recordándonos cómo la escala Fahrenheit, la escala Celsius y la escala Kelvin nos permiten comprender y medir la temperatura en entornos extremos.

Escala Kelvin

La escala Kelvin lleva el nombre del físico británico William Thomson, conocido como Lord Kelvin. A finales del siglo XIX, Kelvin propuso una escala de temperatura absoluta basada en el concepto de "cero absoluto", la temperatura más baja posible teóricamente. Esta temperatura se alcanza cuando las partículas no tienen movimiento térmico y se define como -273,15 grados Celsius.

La escala Kelvin se establece de manera que el cero absoluto coincide con el cero Kelvin (0 K). A diferencia de las escalas Fahrenheit y Celsius, la escala Kelvin no utiliza el símbolo de grado (°). Kelvin es considerada una escala absoluta porque no tiene valores negativos, ya que no puede haber temperaturas por debajo del cero absoluto.

La relación entre la escala Kelvin y la escala Celsius es lineal, con una diferencia constante de 273,15. Es decir, una variación de 1 Kelvin es equivalente a una variación de 1 grado Celsius. Esta relación se expresa mediante las siguientes fórmulas de conversión: T (K) = T (°C) + 273,15 & T (°C) = T (K) - 273,15

La escala Kelvin es ampliamente utilizada en la física y la ciencia, especialmente en áreas como la termodinámica y la física de altas energías. Se considera una escala más adecuada para mediciones científicas y cálculos que involucran cambios de temperatura absolutos.

Memorial en honor a William Thomson, Lord Kelvin

Diferencias y uso de las escalas de temperatura

Ahora que hemos explorado las tres escalas de temperatura principales, podemos destacar algunas diferencias y su uso en diferentes regiones y aplicaciones.

La escala Fahrenheit se utiliza principalmente en los Estados Unidos y en algunos países de habla inglesa. Aunque es menos común en el ámbito científico, sigue siendo ampliamente utilizada en el contexto cotidiano en esos lugares. La escala Fahrenheit tiene una graduación más pequeña entre los puntos de referencia y se considera más adecuada para medir temperaturas diarias, especialmente en climas templados.

La escala Celsius es la escala de temperatura más utilizada en todo el mundo, especialmente en los países que adoptan el sistema métrico. Es ampliamente utilizada en la ciencia, la industria y la vida cotidiana. La escala Celsius es fácil de comprender y permite una comparación directa entre la temperatura ambiente y los puntos de fusión y ebullición del agua.

La escala Kelvin es una escala absoluta de temperatura que se utiliza principalmente en la comunidad científica y en áreas donde se requieren mediciones precisas y cálculos termodinámicos. Se utiliza ampliamente en campos como la física, la química y la ingeniería. La escala Kelvin proporciona una referencia clara al cero absoluto y permite mediciones más precisas de temperaturas extremadamente bajas o altas.

Una impactante imagen de calor y humo, ilustrando cómo las escalas Fahrenheit, Celsius y Kelvin nos ayudan a comprender y medir la temperatura en situaciones de alta temperatura y fenómenos como incendios

Importancia de las escalas de temperatura en la vida cotidiana y la ciencia

Las escalas de temperatura, como Fahrenheit, Celsius y Kelvin, desempeñan un papel fundamental tanto en nuestra vida cotidiana como en el ámbito científico. Veamos cómo estas escalas son importantes en diferentes contextos:

• Vida cotidiana: las escalas de temperatura son esenciales para medir y comprender el clima y las condiciones ambientales. Nos permiten determinar si hace frío o calor, prepararnos para diferentes estaciones y tomar decisiones relacionadas con nuestra vestimenta y actividades al aire libre. Por ejemplo, al utilizar la escala Celsius, sabemos que una temperatura de 25 °C es agradable y cálida, mientras que una temperatura de 0 °C indica que el agua puede congelarse.
• Control de la temperatura en el hogar y la industria: las escalas de temperatura son utilizadas para regular la temperatura en el hogar, los sistemas de calefacción y aire acondicionado, así como en la industria. Conocer la temperatura exacta es crucial para mantener un ambiente cómodo y seguro en diferentes entornos.
• Ciencia y investigación: en la ciencia, las escalas de temperatura son fundamentales para medir y estudiar una amplia gama de fenómenos físicos y químicos. La temperatura afecta la velocidad de las reacciones químicas, la expansión y contracción de los materiales, así como las propiedades físicas de sustancias como la densidad y la conductividad térmica. La escala Kelvin es especialmente importante en investigaciones científicas avanzadas, donde se requiere precisión y se estudian temperaturas extremas.
• Termodinámica y energía: la termodinámica es una rama de la física que estudia la transferencia de calor y la conversión de energía térmica en otras formas de energía. Las escalas de temperatura son esenciales para aplicar las leyes y principios de la termodinámica, como la ley cero de la termodinámica, la ley de conservación de la energía y la eficiencia de los motores térmicos.
• Medicina y biología: en la medicina, la temperatura es un parámetro vital para evaluar la salud y diagnosticar enfermedades. La escala Celsius se utiliza comúnmente para medir la temperatura corporal y determinar si alguien tiene fiebre o hipotermia. Además, en la biología, las temperaturas juegan un papel importante en el crecimiento, desarrollo y reproducción de organismos vivos.

Una fotografía de un radiador de calefacción emanando calor reconfortante, destacando cómo las escalas Fahrenheit, Celsius y Kelvin nos permiten controlar y medir la temperatura en nuestros hogares, garantizando un ambiente acogedor y confortable.