¿Qué sabe usted sobre la temperatura?
POCAS cosas hay más relajantes que darse un baño o ducha caliente en un día frío. Sin embargo, si el agua está demasiado fría o caliente, la sensación no será tan agradable y el baño será lo más breve posible. ¿De qué depende que darse una ducha o sumergirse en el baño sea una experiencia placentera y no una incomodidad? Sin duda, de la temperatura del agua.
Una de nuestras preocupaciones diarias es la temperatura del aire exterior. Saber la temperatura ayuda a decidir cómo vestir y a planear las actividades del día. Puesto que la información sobre la temperatura es tan útil, suele colocarse a la vista junto con la información horaria en los edificios públicos.
Sin embargo, dependiendo de donde uno viva, el número que aparece pudiera reflejar situaciones totalmente diferentes. ¿Cómo es posible que una lectura termométrica de 40 grados en Estados Unidos obligue a buscar un abrigo mientras que la misma lectura en Europa requiera que se lleve la ropa más ligera posible?
Escalas de temperatura
La explicación es muy sencilla; en las zonas donde se emplea la escala Fahrenheit, como por ejemplo Estados Unidos, los 40 grados indican frío, casi el punto de congelación del agua, mientras que en Europa, donde suele emplearse la escala Celsius, 40 grados indican una temperatura sofocante. En este artículo tan solo estudiaremos las dos escalas termométricas de uso general, Celsius y Fahrenheit. ¿De dónde provienen?
En 1714, el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit utilizó un termómetro de mercurio para crear una escala de temperaturas. Para ello, estableció tres puntos fijos. Intentó que el punto cero de su escala fuera lo más bajo posible. Así que mezcló hielo, agua y cierto tipo de sal e hizo disminuir la temperatura de la mezcla hasta el valor mínimo que pudo conseguir. Esa temperatura se convirtió en el grado 0 de su escala. Después, escogió la temperatura de un cuerpo humano sano como el punto superior de su escala y la estableció en 96 grados. (Sin embargo, después se descubrió que la temperatura de un humano sano es aproximadamente 2,5 grados superior a lo que él había establecido de forma arbitraria.) Para obtener el tercer punto fijo, calculó el punto de congelación del agua y descubrió que era de 32 grados. Más tarde, aplicó la escala al punto de ebullición del agua, con lo que obtuvo una temperatura de 212 grados a nivel del mar, temperatura que Fahrenheit después propuso como límite superior de la nueva escala.
Anders Celsius, un astrónomo sueco que vivió entre 1701 y 1744, fue contemporáneo de Daniel Gabriel Fahrenheit. En 1742, Celsius diseñó una escala de temperaturas que se conoce también por el nombre de su inventor. La escala establece dos puntos fijos: El grado 0 corresponde al punto de congelación del agua y los 100 grados son el punto de ebullición del agua a nivel del mar. Como Celsius fraccionó su termómetro en cien partes iguales, recibe también el nombre de escala de temperatura centígrada. La escala Celsius se emplea en los países que aceptan el sistema métrico de unidades.
En la actualidad se utilizan indistintamente la escala Fahrenheit o la Celsius, por lo que a menudo es necesario convertir los valores de una escala a otra. ¿Cómo se realiza? La diferencia entre el punto de ebullición y el punto de congelación del agua en la escala Fahrenheit es de 180 grados (212 grados menos 32 grados). Pero en la escala Celsius es de 100 grados. Por lo tanto, la proporción entre las dos escalas es 180⁄100 o, si se simplifica, 9⁄5.
Por eso, para convertir grados Fahrenheit en Celsius, primero hay que restar 32 a la temperatura Fahrenheit y después multiplicar la diferencia por 5⁄9. Suponiendo que hiciera la temperatura sofocante de 104 grados Fahrenheit, para obtener el equivalente en la escala Celsius hay que restar 32 a 104; el resultado es 72. Luego, se multiplica por 5⁄9. El resultado son 40 grados, que es la temperatura Celsius. En realidad, 40 grados Celsius es una temperatura bochornosa.
Por otra parte, para transformar grados Celsius en Fahrenheit hay que multiplicar los grados Celsius por 9⁄5 y luego añadir 32. Si se toma por ejemplo una temperatura de 20 grados Celsius, ¿cuál es el equivalente en la escala Fahrenheit? El resultado de multiplicar 20 por 9⁄5 es 36. Al sumar 32 a los 36, se obtiene la temperatura de 68 grados Fahrenheit.
¿Qué es la temperatura?
Es la medición del calor y el frío. Sin embargo, ¿qué convierte a una sustancia en fría o caliente? Si se pudiera observar su estructura atómica y molecular a medida que se calientan, se vería una sucesión de cambios. Se podría tomar como ejemplo el agua de una cazuela a medida que aumenta la temperatura de la cocina.
Las moléculas de agua se mueven cada vez con más rapidez. El agua hierve en seguida. Esto ocurre cuando las moléculas de agua se mueven con tanta rapidez que chocan unas contra otras y ya no se mantienen juntas en estado líquido. En realidad, el agua empieza a transformarse en gas, que nosotros vemos en forma de vapor.
Primero, se forman burbujas de gas en el fondo de la cazuela, donde la temperatura es más alta. Aunque se añada calor de forma constante durante esta transformación del agua en vapor, la temperatura no cambia. Esto se debe a que utiliza la energía para liberar a las moléculas del estado líquido y transferirlas al estado gaseoso. El calor añadido proporciona la energía necesaria para el proceso y como resultado, en vez de aumentar la temperatura del agua, solo hace que más moléculas pasen al estado gaseoso.
Las moléculas de agua en estado gaseoso se mueven cada vez con más rapidez, vibran y cambian de posición a medida que se incrementa la temperatura. Si se elevara la temperatura del vapor a un límite extremo, por ejemplo, decenas o cientos de millones de grados, incluso los electrones se desprenderían de los átomos. A temperaturas tan altas, los núcleos, focos diminutos situados en el centro del átomo, chocarían con tanta fuerza que se producirían reacciones nucleares. En realidad, la producción de energía mediante fusión nuclear se basa en este hecho.
Escalas de temperatura
No se ha comprobado la existencia de un límite superior para las temperaturas, pero sí parece haber un límite inferior. Se ha establecido el cero absoluto en los -459,67 grados Fahrenheit, o -273,15 grados Celsius, punto donde las moléculas y átomos de una sustancia tienen la mínima energía posible.
La superficie del planeta Plutón tiene una temperatura de aproximadamente -350 grados Fahrenheit, o -210 grados Celsius. En 1965, los astrónomos descubrieron que la temperatura de la inmensidad del espacio exterior era de aproximadamente -455 grados Fahrenheit, o -270 grados Celsius, solo 3 grados por encima del cero absoluto en la escala Celsius. Se cree que la temperatura del Sol, situada al otro extremo, es de unos 15 millones de grados Celsius. Pero en las estrellas más grandes que el Sol, y algunas son miles de veces mayores, las temperaturas son probablemente muy superiores.
¿Cuáles son las oscilaciones térmicas en la Tierra? La escala es bastante reducida. El 21 de julio de 1983 se registró en la Antártida una temperatura de -128,6 grados Fahrenheit, es decir -89,2 grados Celsius. El 13 de septiembre de 1922, en El Azizia, Tripolitania, al norte de África, se alcanzó un récord de temperatura extremadamente alta, 136 grados Fahrenheit, o 58 grados Celsius. Aun así, pocas personas han tenido que soportar temperaturas tan extremas. Podemos estar agradecidos a nuestro Creador, Jehová Dios, de que la variación de las temperaturas terrestres se mantenga dentro de límites más o menos reducidos. Como resultado, la vida en la Tierra es placentera.
[Diagrama en la página 13]
(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)
Fahrenheit Celsius
212 100 El agua hierve a la presión
atmosférica a nivel del mar
98,6 37 Temperatura normal
del cuerpo
32 0 El agua se congela
-40 -40 Punto en que los grados Celsius
equivalen a los Fahrenheit
-460 -273 Cero absoluto