La temperatura es un factor clave para los seres vivos.
En un lugar determinado del planeta, existirá o no existirá vida, en función de muchas variables; pero la temperatura será siempre un factor limitante.
Los seres vivos ocupan una franja de temperaturas que oscila entre los -18ºC y los 50 ºC.
Por encima y por debajo de dichos límites se puede encontrar vida en estado latente. Considerando ésta, los márgenes quedan redefinidos entre los -200ºC y los 80ºC/110ºC.
Entre el día y la noche, así como a lo largo de las diferentes estaciones, se producen variaciones de temperatura. Dichas variaciones, especialmente en el medio aéreo, pueden llegar a ser muy importantes, dependiendo del lugar considerado
TEMPERATURA La temperatura es la medida de la cantidad de energía térmica poseída por un objeto.
Galileo desarrolló el primero instrumento para medir la temperatura, fue refinado y calibrado por científicos subsiguientes.
Las escalas Fahrenheit, Celsius y Kelvin son tres diferentes sistemas para la medición de energía térmica (temperatura) basada en diferentes referencias.
Medir la temperatura es relativamente un concepto nuevo. Los primeros científicos entendían la diferencia entre ’frío’ y ’caliente’, pero no tenían un método para cuantificar los diferentes grados de calor hasta el siglo XVII. En 1597, el astrónomo Italiano Galileo Galilei inventó un simple termoscopio de agua, un artificio que consiste en un largo tubo de cristal invertido en una jarra sellada que contenía agua y aire. Cuando la jarra era calentada, el aire se expandía y empujaba hacia arriba el líquido en el tubo. El nivel del agua en el tubo podía ser comparado a diferentes temperaturas para mostrar los cambios relativos cuando se añadía o se retiraba calor, pero el termoscopio no permitía cuantificar la temperatura fácilmente.
Varios años después, el físico e inventor Italiano Santorio Santorio mejoró el diseño de Galileo añadiendo una escala numérica al termoscopio. Estos primeros termoscopios dieron paso al desarrollo de los termómetros llenos de líquido comúnmente usados hoy en día. Los termómetros modernos funcionan sobre la base de la tendencia de algunos líquidos a expandirse cuándo se calientan. Cuando el fluido dentro del termómetro absorbe calor, se expande, ocupando un volumen mayor y forzando la subida del nivel del fluido dentro del tubo. Cuando el fluido se enfría, se contrae, ocupando un volumen menor y causando la caída del nivel del fluido.
La temperatura es la medida de la cantidad de energía de un objeto (Ver la lección sobre Energía para saber más sobre este concepto). Ya que la temperatura es una medida relativa, las escalas que se basan en puntos de referencia deben ser usadas para medir la temperatura con precisión. Hay tres escalas comúnmente usadas actualmente para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la escala Celsius (°C), y la escala Kelvin (K). Cada una de estas escalas usa una serie de divisiones basadas en diferentes puntos de referencia tal como se describe enseguida.
Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) fue un físico alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio en 1714. La escala de temperatura Fahrenheit fue desarrollada en 1724. Originalmente, Fahrenheit estableció una escala en la que la temperatura de una mezcla de hielo-agua-sal estaba fijada a 0 grados. La temperatura de una mezcla de hielo-agua (sin sal) estaba fijada a 30 grados y la temperatura del cuerpo humano a 96 grados. Usando esta escala, Fahrenheit midió la temperatura del agua hirviendo a 212°F en su propia escala. Más tarde, Fahrenheit ajustó el punto de congelamiento del agua hirviendo de 30°F a 32°F, haciendo que el intervalo entre el punto de ebullición y el de congelamiento del agua fuera de 180 grados (y haciendo que la temperatura del cuerpo fuese la familiar de 98.6°F). Hoy en día, la escala Fahrenheit sigue siendo comúnmente usada en Estados Unidos.
Celsius
Anders Celsius (1701-1744) fue un astrónomo suizo que inventó la escala centígrada en 1742. Celsius escogió el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua como sus dos temperaturas de referencia para dar con un método simple y consistente de un termómetro de calibración. Celsius dividió la diferencia en la temperatura entre el punto de congelamiento y de ebullición del agua en 100 grados (de ahí el nombre centi, que quiere decir cien, y grado). Después de la muerte de Celsius, la escala centigrada fue llamanda escala Celsius y el punto de congelamiento del agua se fijo en 0°C y el punto de ebullición del agua en 100°C. La escala Celsius toma precedencia sobre la escala Fahrenheit en la investigación científica porque es más compatible con el formato basado en los decimales del Sistema Internacional (SI) del sistema métrico. Además, la escala de temperatura Celsius es comúnmente usada en la mayoría de paises en el mundo, aparte de Estados Unidos.
Kelvin
La tercera escala para medir la temperatura es comúnmente llamada Kelvin (K). Lord William Kelvin (1824-1907) fue un físico Escosés que inventó la escala en 1854. La escala Kelvin está basada en la idea del cero absoluto, la temperatura teóretica en la que todo el movimiento molecular se para y no se puede detectar ninguna energía (ver la Lección de Movimiento). En teoría, el punto cero de la escala Kelvin es la temperatura más baja que existe en el universo: -273.15ºC. La escala Kelvin usa la misma unidad de división que la escala Celsius. Sin embargo vuelve a colocar el punto zero en el cero absoluto: -273.15ºC. Es así que el punto de congelamiento del agua es 273.15 Kelvins (las graduaciones son llamadas Kelvins en la escala y no usa ni el término grado ni el símbolo º) y 373.15 K es el punto de ebullición del agua. La escala Kelvin, como la escala Celsius, es una unidad de medida estandard del SI, usada comúnmente en las medidas científicas. Puesto que no hay números negativos en la escala Kelvin (porque teóricamente nada puede ser más frío que el cero absoluto), es muy conveniente usar la escala Kelvin en la investigación científica cuando se mide temperatura extremadamente baja.
Nos damos cuenta de la importancia de los instrumentos de medición que inventaron estas personas y que en la actualidad son de gran ayuda para medir la temperatura en las tres diferentes escalas.
La temperatura:este concepto se origino a causa del sentido fisico del calor o del frio, aunque se tiene una definicion mas cientifica de lo que es la temperatura.
Es una propiedad fisica que se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal en termodinamica en mas complejo a menudo el calor o el frio percibido por las personas tiene mas que ver con la sensacion termica
Latemperatura esta intimamente relacionada con la energia y con la entalpia de un sistema.
Temperatura humeda: temperatura de bulbo humedo o temperatura humeda, es la temperatura que da un termometro bajo sombra
El termometro fue invento en 1607 por Galileo la temperatura media mas alta fue registrada en etiopia con 3 y 6 'c, ENTRE LOS anos 1960 y 1966.
La temperatura mas alta alcanzada en el polo sur fue de 13,6 'C en 1978
Galileo desarollo el primero instrumento para medir la temperatura
la temperatura de un gas ideal monoatomico es una medida relacionada con la energia cinetica promedio de sus moleculas al moverse.
El tema esta interesante por que se puede medir la temperatura ambiental como la del humano es tan fundamental como las tres magnitudes de la fisica masa, longitud
Todos sabemos intuitivamente de qué estamos hablando. Por medio del tacto notamos la temperatura al tocar un cuerpo ya que unas terminaciones nerviosas situadas en la piel se encargan de ello.
Los gatos poseen termosensores en la nariz que les permiten distinguir variaciones de 0.2ºC.
This page requires a Java compatible browser.
Vamos estudiar el comportamiento de un gas para tratar de asociar esta sensación a una magnitud (algo que podemos medir) y para comprender qué cualidades de la materia manifiesta.
Toda la materia está formada por partículas en continua agitación:. incluso los sólidos, que a simple vista parecen estar en reposo, la tienen.
En los sólidos las vibraciones son pequeñas. Si la energía de agitación es muy grande, se pueden llegar a romper los enlaces entre las moléculas y entre los átomos.
Las partículas se desenlazan y vibran libres, rotan, chocan entre si y contra las paredes del recipiente.
Este estado de la materia se llama gaseoso. El gas trata de ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene: trata de expandirse.
No todas las partículas se mueven en la misma dirección y con la misma velocidad. A cada estado concreto se le puede asignar una velocidad media.
En esta animación puedes ver las moléculas de un gas en continua agitación.
En un gas la temperatura es una magnitud (algo que podemos medir) que se relaciona con la medida de la velocidad media con que se mueven las partículas (por lo tanto con su energía cinética o nivel de agitación).
La temperatura no depende del número de partículas que se mueven sino de su velocidad media: a mayor temperatura mayor velocidad media. No depende por tanto de la masa total del cuerpo: si dividimos un cuerpo con una temperatura "T" en dos partes desiguales las dos tienen la misma temperatura.
La temperatura es una magnitud que refleja el nivel térmico de un cuerpo (su capacidad para ceder energía calorífica) y el calor es la energía que pierde o gana en ciertos procesos (es un flujo de energía entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas).
Nivel térmico es el nivel de agitación. Comparando los niveles térmicos sabemos hacia donde fluye el calor.
La temperatura refleja el nivel térmico de un cuerpo e indica el sentido en que fluye el calor.
Nuestro tacto detecta la temperatura, pero carece de la capacidad de medirla con rigor.
Realizando esta experiencia lo comprenderás:
Introduce una mano en un recipiente frío y la otra en uno caliente, y luego las dos manos juntas en otro recipiente con agua templada.
La primera mano la encontrará caliente y la otra fría.
Del cuerpo que está a mayor temperatura decimos que "está más caliente" y a veces, erróneamente, se dice "que tiene más calor". Los cuerpos no tienen calor, tienen energía interna y tienen temperatura. Reservamos el término "calor" para la energía que se transfiere de un cuerpo a otro. Esta energía es fácil de medir, pero la energía total que tiene el cuerpo no.
Si un cuerpo recibe energía calorífica aumenta la agitación de las partículas que lo forman (átomos, moléculas o iones) y se pueden producir también cambios en la materia: dilatación, cambios de color (piensa en una barra de metal al calentarla), variación de su resistencia a la conducción, etc. Estos cambios se pueden utilizar para hacer una escala de temperatura.
Al poner en contacto dos sustancias la agitación de las partículas de una se transmite, mediante choques, a las partículas de la otra hasta que se igualan sus velocidades. Las partículas de la sustancia más caliente son más rápidas y poseen más energía. En cada impacto ceden parte de la energía a las partículas más lentas con las que entran en contacto. Las partículas de la sustancia que está a mayor T se frenan un poco, pero al mismo tiempo hacen que la más lentas aceleren.
Finalmente las partículas de las dos sustancias alcanzan la misma velocidad media y por lo tanto la misma temperatura: se alcanza el "equilibrio térmico".
Para diseñar un instrumento que mida la temperatura debemos escoger una cualidad de la materia que sea fácilmente observable, que varíe de manera importante con la agitación de sus partículas, que sea fácil de medir y que nos permita relacionar su variación con la agitación que tiene el cuerpo.
La cualidad elegida en los termómetros de mercurio es la dilatación, pero existen otros tipos de termómetros basados en otras cualidades.
Se utiliza el mercurio para construir termómetros porque es un metal que es líquido entre -20 ºC y 100ºC y porque se dilata mucho. Encerramos el metal dentro de un tubo fino (capilar) para que al dilatarse un poco avance mucho por el tubo (cuanto más fino sea el tubo más centímetros avanza). Midiendo longitudes de la columna podemos establecer una relación entre la dilatación y el nivel de agitación de la sustancia a medir.
¡Medimos la temperatura midiendo una longitud!
Se pueden tomar como base para medir las temperaturas otras propiedades que cambien con ella como el color, la resistencia eléctrica, etc. Aparatos basados en las anteriores propiedades son el pirómetro óptico, el termopar....
Esto posibilita el medir en distintos rangos de temperaturas. Piensa en lo que pasaría si midieras la temperatura de un alto horno con un termómetro de mercurio.
Celsius, eligió como cero de temperatura para su escala la temperatura del hielo en contacto con agua. Las temperaturas inferiores, por lo tanto, serán negativas.
Para marcar ese punto en el termómetro, lo introducimos en una mezcla de agua y hielo y esperamos hasta que se estabilice la posición del mercurio de la columna. Marcamos ese punto en el vidrio (es el extremo de la columna de mercurio en ese momento) como punto 0.
Calentamos agua en un Erlenmeyer cerrado con un tapón bihoradado. Por un agujero del tapón sale un tubo y por él vapor, por el otro introducimos el termómetro. Se inserta hasta que el bulbo quede en un punto próximo a la superficie del agua.
La columna de mercurio sube pero cuando el agua empieza a hervir se para y no sube más. Marcamos el vidrio en ese punto como punto 100. Si la presiónno es1 atm. la temperatura de ebullición no será 100 ºC.
Dividimos la longitud del vidrio entre 0 y 100 en 100 partes iguales. A cada división le corresponde 1 grado centígrado.
Con el termómetro de mercurio medimos la temperatura del aire. Este es el dato climatológico más conocido. El termómetro recibe el calor trasmitido por conducción del aire que lo rodea.
¡No debemos exponer el termómetro al Sol para medir la temperatura del aire!
No debemos exponer un bulbo del termómetro a los rayos del Sol porque, en este caso, además del calor que recibe del aire recibe la radiación solar y recibe más cuanto mayor sea el bulbo del termómetro.
No sería correcta la lectura puesto que dos termómetros correctamente calibrados colocados en el mismo sitio y expuestos al Sol no marcan lo mismo: el que tenga el bulbo más grande marca una temperatura mayor.
En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como único punto fijo para la definición de la escala absoluta de temperaturas y la separación centígrada de la escala Celsius. El nivel cero quedaba a -273,15 K del punto triple y se definía como el cero absoluto o 0 K. Esta escala sustituyó a la escala centígrada o Celsius al definir el cero como el punto más bajo posible e inalcanzable en la práctica.
A la temperatura del cero absoluto no hay movimiento y desde él no se puede sacar calor. En ese estado todo el movimiento atómico y molecular se detiene, es la temperatura más baja posible. Todos los objetos tienen una temperatura más alta que el cero absoluto y por lo tanto emiten energía térmica o calor. El espacio interestelar casi vacío tiene temperatura ligeramente superior al 0 K.
En este esquema comparativo puedes ver las escalas más importantes:
Conversión de valores de temperaturas
La escala Celsius y la escala Kelvin tiene una transformación muy sencilla:
grados K=273.15 + grados C
En la transformación de grados centígrados a grados Fahrenheit debes tener en cuenta que cada grado centígrado vale 1,8 ºF ( 0 - 100 en la escala centígrada equivale a 32 - 210 en la escala Fahrenheit). Por lo tanto debes multiplicar los grados centígrados por 1,8 que equivale a 9/5 . Como el cero Celsisus corresponde al 32 Fahrenheit debes sumar 32:
gradosF=(9/5)*gradosC+32
Para la transformación inversa se despeja y queda:
la temperatura es la energia interna o velocidad con la que se mueven los átomos o moléculas de un cuerpo, a mayor temperatura mayor será el movimiento de las moleculas.No existe un límite a la temperatura más alta posible
Todos sabemos intuitivamente de qué estamos hablando. Por medio del tacto notamos la temperatura al tocar un cuerpo ya que unas terminaciones nerviosas situadas en la piel se encargan de ello.
Los gatos poseen termosensores en la nariz que les permiten distinguir variaciones de 0.2ºC.
Vamos estudiar el comportamiento de un gas para tratar de asociar esta sensación a una magnitud (algo que podemos medir) y para comprender qué cualidades de la materia manifiesta.
Toda la materia está formada por partículas en continua agitación:. incluso los sólidos, que a simple vista parecen estar en reposo, la tienen.
En los sólidos las vibraciones son pequeñas. Si la energía de agitación es muy grande, se pueden llegar a romper los enlaces entre las moléculas y entre los átomos.
Las partículas se desenlazan y vibran libres, rotan, chocan entre si y contra las paredes del recipiente.
Este estado de la materia se llama gaseoso. El gas trata de ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene: trata de expandirse.
No todas las partículas se mueven en la misma dirección y con la misma velocidad. A cada estado concreto se le puede asignar una velocidad media.
En esta animación puedes ver las moléculas de un gas en continua agitación.
En un gas la temperatura es una magnitud (algo que podemos medir) que se relaciona con la medida de la velocidad media con que se mueven las partículas (por lo tanto con su energía cinética o nivel de agitación).
La temperatura no depende del número de partículas que se mueven sino de su velocidad media: a mayor temperatura mayor velocidad media. No depende por tanto de la masa total del cuerpo: si dividimos un cuerpo con una temperatura "T" en dos partes desiguales las dos tienen la misma temperatura.
La temperatura es una magnitud que refleja el nivel térmico de un cuerpo (su capacidad para ceder energía calorífica) y el calor es la energía que pierde o gana en ciertos procesos (es un flujo de energía entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas).
Nivel térmico es el nivel de agitación. Comparando los niveles térmicos sabemos hacia donde fluye el calor.
La temperatura refleja el nivel térmico de un cuerpo e indica el sentido en que fluye el calor.
Nuestro tacto detecta la temperatura, pero carece de la capacidad de medirla con rigor.
Realizando esta experiencia lo comprenderás:
Introduce una mano en un recipiente frío y la otra en uno caliente, y luego las dos manos juntas en otro recipiente con agua templada.
La primera mano la encontrará caliente y la otra fría.
Del cuerpo que está a mayor temperatura decimos que "está más caliente" y a veces, erróneamente, se dice "que tiene más calor". Los cuerpos no tienen calor, tienen energía interna y tienen temperatura. Reservamos el término "calor" para la energía que se transfiere de un cuerpo a otro. Esta energía es fácil de medir, pero la energía total que tiene el cuerpo no.
Si un cuerpo recibe energía calorífica aumenta la agitación de las partículas que lo forman (átomos, moléculas o iones) y se pueden producir también cambios en la materia: dilatación, cambios de color (piensa en una barra de metal al calentarla), variación de su resistencia a la conducción, etc. Estos cambios se pueden utilizar para hacer una escala de temperatura.
Al poner en contacto dos sustancias la agitación de las partículas de una se transmite, mediante choques, a las partículas de la otra hasta que se igualan sus velocidades. Las partículas de la sustancia más caliente son más rápidas y poseen más energía. En cada impacto ceden parte de la energía a las partículas más lentas con las que entran en contacto. Las partículas de la sustancia que está a mayor T se frenan un poco, pero al mismo tiempo hacen que la más lentas aceleren.
Finalmente las partículas de las dos sustancias alcanzan la misma velocidad media y por lo tanto la misma temperatura: se alcanza el "equilibrio térmico".
Para diseñar un instrumento que mida la temperatura debemos escoger una cualidad de la materia que sea fácilmente observable, que varíe de manera importante con la agitación de sus partículas, que sea fácil de medir y que nos permita relacionar su variación con la agitación que tiene el cuerpo.
La cualidad elegida en los termómetros de mercurio es la dilatación, pero existen otros tipos de termómetros basados en otras cualidades.
Se utiliza el mercurio para construir termómetros porque es un metal que es líquido entre -20 ºC y 100ºC y porque se dilata mucho. Encerramos el metal dentro de un tubo fino (capilar) para que al dilatarse un poco avance mucho por el tubo (cuanto más fino sea el tubo más centímetros avanza). Midiendo longitudes de la columna podemos establecer una relación entre la dilatación y el nivel de agitación de la sustancia a medir.
¡Medimos la temperatura midiendo una longitud!
Se pueden tomar como base para medir las temperaturas otras propiedades que cambien con ella como el color, la resistencia eléctrica, etc. Aparatos basados en las anteriores propiedades son el pirómetro óptico, el termopar....
Esto posibilita el medir en distintos rangos de temperaturas. Piensa en lo que pasaría si midieras la temperatura de un alto horno con un termómetro de mercurio.
Celsius, eligió como cero de temperatura para su escala la temperatura del hielo en contacto con agua. Las temperaturas inferiores, por lo tanto, serán negativas.
Para marcar ese punto en el termómetro, lo introducimos en una mezcla de agua y hielo y esperamos hasta que se estabilice la posición del mercurio de la columna. Marcamos ese punto en el vidrio (es el extremo de la columna de mercurio en ese momento) como punto 0.
Calentamos agua en un Erlenmeyer cerrado con un tapón bihoradado. Por un agujero del tapón sale un tubo y por él vapor, por el otro introducimos el termómetro. Se inserta hasta que el bulbo quede en un punto próximo a la superficie del agua.
La columna de mercurio sube pero cuando el agua empieza a hervir se para y no sube más. Marcamos el vidrio en ese punto como punto 100. Si la presiónno es1 atm. la temperatura de ebullición no será 100 ºC.
Dividimos la longitud del vidrio entre 0 y 100 en 100 partes iguales. A cada división le corresponde 1 grado centígrado.
Con el termómetro de mercurio medimos la temperatura del aire. Este es el dato climatológico más conocido. El termómetro recibe el calor trasmitido por conducción del aire que lo rodea.
¡No debemos exponer el termómetro al Sol para medir la temperatura del aire!
No debemos exponer un bulbo del termómetro a los rayos del Sol porque, en este caso, además del calor que recibe del aire recibe la radiación solar y recibe más cuanto mayor sea el bulbo del termómetro.
No sería correcta la lectura puesto que dos termómetros correctamente calibrados colocados en el mismo sitio y expuestos al Sol no marcan lo mismo: el que tenga el bulbo más grande marca una temperatura mayor.
En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como único punto fijo para la definición de la escala absoluta de temperaturas y la separación centígrada de la escala Celsius. El nivel cero quedaba a -273,15 K del punto triple y se definía como el cero absoluto o 0 K. Esta escala sustituyó a la escala centígrada o Celsius al definir el cero como el punto más bajo posible e inalcanzable en la práctica.
A la temperatura del cero absoluto no hay movimiento y desde él no se puede sacar calor. En ese estado todo el movimiento atómico y molecular se detiene, es la temperatura más baja posible. Todos los objetos tienen una temperatura más alta que el cero absoluto y por lo tanto emiten energía térmica o calor. El espacio interestelar casi vacío tiene temperatura ligeramente superior al 0 K.
En este esquema comparativo puedes ver las escalas más importantes:
Conversión de valores de temperaturas
La escala Celsius y la escala Kelvin tiene una transformación muy sencilla:
grados K=273.15 + grados C
En la transformación de grados centígrados a grados Fahrenheit debes tener en cuenta que cada grado centígrado vale 1,8 ºF ( 0 - 100 en la escala centígrada equivale a 32 - 210 en la escala Fahrenheit). Por lo tanto debes multiplicar los grados centígrados por 1,8 que equivale a 9/5 . Como el cero Celsisus corresponde al 32 Fahrenheit debes sumar 32:
gradosF=(9/5)*gradosC+32
Para la transformación inversa se despeja y queda:
Escogi esté téma porque llamó mi atención dice que no es lo mismo calor que temperatura, la historia de los termometros y los diferentes tipos de aparatos de toma de temperatura. Ah! lo más importante me ayude con este articulo a entender las converciones de grados, de celsius a fahrenheit.
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema, se observa que está más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.
En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas idealmonoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).
La temperatura de un gas ideal monoatómico es una medida relacionada con la energía cinética promedio de sus moléculas al moverse. En esta animación, la relación del tamaño de los átomos de helio respecto a su separación se conseguiría bajo una presión de 1950 atmósferas. Estos átomos a temperatura ambiente tienen una cierta velocidad media (aquí reducida dos billones de veces).
Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la cuantificación de la actividad molecular de la materia.
El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente.
La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema.
La temperatura es una propiedad intensiva, es decir que no depende del tamaño del sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del material del que este compuesto.
La temperatura en los gases
Para un gas ideal, la teoría cinética de gases utiliza mecánica estadística para relacionar la temperatura con el promedio de la energía total de los átomos en el sistema. Este promedio de la energía es independiente de la masa de las partículas, lo cual podría parecer contraintuitivo para muchos. El promedio de la energía está relacionado exclusivamente con la temperatura del sistema, sin embargo, cada partícula tiene su propia energía la cual puede o no corresponder con el promedio; la distribución de la energía, (y por lo tanto de las velocidades de las partículas)
El cuerpo humano mide la temperatura a pesar de que su propia temperatura se mantiene aproximadamente constante (alrededor de 37 °C). Por lo tanto, no alcanza el equilibrio térmico con el ambiente o con los objetos que toca.
Las variaciones de calor que se producen en el cuerpo humano generan una diferencia en la sensación térmica, desviándola del valor real de la temperatura. Como resultado, se producen sensaciones de temperatura exageradamente altas o bajas.
Entonces el valor cuantitativo de la sensación térmica está dado principalmente por la gradiente de temperatura que se da entre el objeto y la parte del cuerpo que está en contacto directo y/o indirecto con dicho objeto (que está en función de la temperatura inicial, área de contacto, densidad de los cuerpos, coeficientes termodinámicos de transferencia por conducción, radiación y conveccción, etc). Sin embargo, existen otras técnicas mucho más sencillas que intentan simular la medida de sensación térmica en diferentes condiciones.
este articulo me intereso por los cambios que puede haber en los diferentes cuerpos en especial en el cuerpo humano que detecta la temperatura a un sin sufrir ningun cambio en el mismo.
Los átomos y moléculas en una sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Esto significa que hay un rango de energía (energía de movimiento) en las moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades - algunas se mueven rápido y otras más lentamente.
Dibujo de Doris Daou
La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en sus movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, apesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que el cazo.
Nosotros experimentamos la temperatura todos los días. Cuando hace calor o cuando tenemos fiebre sentimos calor y cuando está nevando sentimos frío. Cuando estamos hirviendo agua, hacemos que la temperatura aumente y cuando estamos haciendo polos o paletas de helado esperamos que la temperatura baje.
la temperatura es la medida de la cantidad de energia de un objeto o persona:
Por ejemplo en primavera hace mucho calor y yo en lo personal soy muy friolenta nesecito traer sweter y en invierno no me puedo aclimatar ni un momento soy un tempano de hielo
En el mercado hay distintos tamaños de calefactores solares. ESPECIAL
Calentadores solares
Desde hace cuatro años, aproximadamente, se vive un auge en México en el uso de estos aparatos
Aunque todavía parece extraño, pues no todo el mundo los ha adoptado, los calentadores solares cada vez son una mejor opción para el aprovechamiento de los recursos naturales y el ahorro de los bolsillos en el hogar.
Pareciera que se trata de artefactos que en otros países han encontrado una mejor acogida, y efectivamente así es; sin embargo, en la actualidad es más común encontrar en las calles de esta ciudad comercios que se ocupan de la instalación de estos artefactos, cuya función es calentar el agua aprovechando la energía que emiten los rayos del Sol.
Si se trata de un artefacto de mayor uso en otros países, en Europa por ejemplo, es por una simple razón: el gasto que representa la instalación de un calentador solar, el cual no es nada económico, sobre todo si se piensa en que se hará de un jalón, aunque a la larga -en los 20 ó 25 años de vida que tienen- su uso en los hogares signifique un importante ahorro para los bolsillos, pues con su uso se puede eliminar un gran porcentaje del gasto en el consumo de gas.
Carlos Alberto Pérez Romo, especialista en este producto, se ha dedicado al comercio de los calentadores solares desde hace cinco años y asegura que algunos de sus clientes incluso han dejado de surtir gas en sus casas por un periodo hasta de 15 meses.
En ese sentido, el gasto acumulado que implica la compra mes a mes de gas llega pronto a igualar al gasto realizado en la compra del calentador solar. Se estima que el periodo promedio de recuperación del dinero invertido en el calentador solar es de entre uno y tres años, dependiendo del uso que se haga de él.
“En primer lugar debemos pensar que no se trata de un gasto, sino de una inversión, cuya recuperación se puede tener en un plazo de 12 a 24 meses; y en 25 años, estaríamos hablando de un ahorro de 200 mil a 400 mil pesos, ya que tener un calentador solar implica comprar gas una vez por año”, advierte Carlos Alberto.
Y si no es suficiente la razón económica para pensar en hacerse de un calentador solar, habría que tomar en cuenta su relevancia en el impacto en la ecología, pues al dejar de utilizar gas, se evitan las grandes concentraciones de hidrógeno que se emiten en cada vivienda y que repercuten directamente en el medio ambiente, provocando así los cambios climáticos que nos afectan en la actualidad.
Variedad ante cualquier necesidad
“Según el sapo es la pedrada”, reza el refrán, y así aplica en este caso. No todos los calentadores solares tienen las mismas características y dimensiones, pues éstas deben ajustarse a las necesidades de cada persona, familia o industria.
Así, Carlos Alberto Pérez Romo nos cuenta que hay calentadores que pueden servir para una sola persona o hasta ocho, si se habla específicamente de los aparatos empleados en las casas habitación, pues hay algunos otros de mayor tecnología y capacidad que pueden ser utilizados en las grandes industrias.
En ese sentido, los precios también varían, de tal suerte que habrá algunos cuyo costo sea de dos mil 800 pesos o incluso alcance los 20 mil pesos, dependiendo precisamente de su tamaño. Por ejemplo, dice Carlos Alberto, “hay calentadores solares que tienen un tanque de almacenamiento de 180 litros de agua, para cuatro personas. Este tanque está termosellado, con el propósito de que el agua almacenada no pierda el calor durante la noche”. Algunas dudas
Hay otras dudas que surgen en el momento de adquirir un calentador solar de agua. Una de ellas tiene que ver con la resistencia de estos aparatos. Es decir, ¿serán capaces de soportar las inclemencias del clima?
Carlos Alberto dice tajante que “sí”. En lo que respecta a los vientos capaces de tirar en algunos casos anuncios espectaculares, sin dudarlo advierte que difícilmente podrían mover de su sitio un calentador, pues se trata de granes estructuras que son instaladas en los techos de las viviendas, además, por su posición inclinada y vertical, así como el peso de la pieza y el agua que contiene, no es factible que se muevan con una ventisca, a menos que se trate de un huracán.
“En zonas donde hay condiciones climáticas de gran fuerza, los calentadores solares se anclan a la superficie del techo”, explica.
Añade que se trata de estructuras resistentes, así que tampoco es factible que una lluvia o granizada pueda afectar los tubos al vacío que se encargan de captar la energía solar. Asimismo, Carlos Alberto destaca que no hay que temer a la llegada del invierno, pues incluso en esta época del año es factible contar con agua caliente, pues los tubos de vidrio al vacío captan los rayos UV “esté nublado o no”. La diferencia entre la época de calor y la de frío, tiene que ver básicamente con que en la primera se alcanza el grado de ebullición más rápido y casi de forma inmediata se calienta el agua, mientras que en e segundo caso, tarda más horas en recuperarse en agua caliente.
En corto, ventajas
*Los calentadores utilizan energía que no es contaminante.
*Por el uso de la energía solar no se pagan regalías.
*El uso de estos aparatos ayudan a evitar el calentamiento global.
*Al emplearlo, se hace un ahorro de hasta el 90% del uso del gas.
*La recuperación de la inversión se verá en un plazo menor a tres años.
*Ya no se correrá el riesgo de quemarse al encender el boiler.
“Los calentadores solares existen desde hace 50 años, la tecnología tiene una década y su boom se ha dado probablemente en los últimos cuatro años”, Carlos Alberto Pérez Romo, experto y comerciante.
Ventajas fiscales AL USAR UN EQUIPO SOLAR
El equipo solar es considerado anticontaminante y existen ventajas fiscales si los equipos solares tienen aplicaciones comerciales o industriales.
Por lo tanto, la ley del impuesto sobre la renta considera esta inversión como
sujeta de una amortización acelerada en dos artículos:
ARTICULO 44:- Por cientos de deducción de activos fijos.
2) 100% para los siguientes bienes:
Equipo destinado a prevenir y controlar la contaminación ambiental en cumplimiento de las disposiciones legales respectivas.
ARTÍCULO 294.- Opción para deducción inmediata de inversiones de bienes nuevos de activo fijo.
3) 97% como equipo destinado a prevenir y controlar la contaminación ambiental en cumplimiento de las disposiciones legales respectivas.
Recientemente hubo una Reforma al Código Financiero en el artículo 265 HG, donde se menciona que las empresas ubicadas en el Distrito Federal y que cuenten con equipo anticontaminante o de reciclado, podrán gozar de un descuento de hasta 50% en el impuesto sobre nómina y un 25% en el impuesto predial.
¿Cuánto gas LP se ahorra empleando captadores solares de agua?
Usar la energía solar es una opción mucho más barata que el gas LP, el gas natural u otros combustibles para calentar agua. Además, no contamina, es mucho más seguro, contribuye a conservar los energéticos fósiles y evita la fuga de divisas ocasionada por la importación de combustibles.
México es un país privilegiado por su recurso solar. Sobre cada metro cuadrado de su superficie se recibe diariamente un promedio de unos 20 MJ (un MJ es un millón de joules; el joule es la unidad de medida de energía en el Sistema Internacional de Unidades). Para tener una idea de esta cantidad, la energía calorífica contenida en un kilogramo de propano, que es el principal constituyente del gas LP, es de 48 MJ. Es decir que en 2.5 m2 de superficie horizontal de la azotea de una casa, se recibe en un día una cantidad de energía equivalente a la de un kilogramo de este gas. Si consideramos una azotea de 100 metros cuadrados, la energía solar que diariamente incide sobre ésta en la ciudad de México, es equivalente a más del contenido energético de 40 kg de gas LP.
Ahora bien, las leyes de la termodinámica nos impiden aprovechar el 100% de esta energía. El rendimiento térmico de un calentador o captador solar de agua es el porcentaje de la energía solar que incide sobre éste, que realmente se aprovecha para calentarla. Este rendimiento térmico depende esencialmente de los siguientes factores: 1) la calidad del captador solar, 2) la calidad de su instalación y las condiciones de su operación, 3) qué tan alta sea la radiación solar y la temperatura ambiente y 4) la temperatura requerida para el agua y la temperatura del agua de alimentación desde la tubería de distribución. Dependiendo de estos factores, el rendimiento térmico del captador puede variar desde cero hasta un 80% o más. En seguida, se comenta más ampliamente el efecto de estos factores.
1. La calidad del captador. Depende de qué tan buenos sean su diseño termomecánico, los materiales empleados en su manufactura y la calidad de ésta. En general, cuanto más rendidor se requiere que sea un captador solar, mayor deberá ser su calidad, pero también su costo. Es muy importante saber qué calidad es la óptima desde un punto de vista económico. Para un buen captador, aumentar su rendimiento un 8%, por ejemplo, puede implicar duplicar su costo, y esto puede no ser lo más adecuado.
2. Su instalación y su buena operación. Un excelente captador solar mal instalado o mal operado no rendirá lo que se espera de éste. Es muy importante que la instalación sea hecha por un fontanero solar calificado y supervisado por un experto en instalaciones solares, quien recomendará cómo operar el equipo y el mantenimiento que éste requiera.
3. El rendimiento térmico aumenta cuando la radiación solar es más intensa. Debido a este hecho, un calentador solar funcionará más eficientemente en México que en Europa, Asia o África del Sur, en donde los niveles de irradiancia solar son en general menores que en nuestro país (en un día despejado, la irradiancia máxima en la ciudad de México día es cercana a 1 kW por metro cuadrado). Asimismo, mientras mayor sea la temperatura ambiente, menores serán las pérdidas de calor y el rendimiento del captador será mayor.
4. La temperatura requerida para el agua caliente depende de la aplicación que se le desee dar. Por ejemplo, para calentar piscinas se requieren temperaturas del orden de 30° C, mientras que para bañarse se recomiendan temperaturas de unos 50° C. Para muchas aplicaciones industriales se requerirán temperaturas cercanas a los 100° C (ver Figura 1).Mientras mayor sea la temperatura requerida, el rendimiento térmico será necesariamente menor. Obviamente, la cantidad de agua caliente que un captador solar puede proporcionar depende también de la temperatura del agua de alimentación.
Para hacer una buena elección de un sistema de calentamiento de agua solar se deben tener en cuenta los anteriores factores, pero además habrá que elegir cuál será la mejor opción para un determinado presupuesto. Como ejemplo, para uso doméstico existen varios sistemas de calentamiento solar de agua de fabricación nacional que, de acuerdo con las condiciones ambientales de la ciudad de México, permiten ahorrar anualmente a una familia de 5 personas, entre 500 y 700 kilogramos de gas LP, dependiendo del sistema y su operación. El costo de estos sistemas es de unos 12 mil pesos. Si se considera que el precio del gas LP en el 2005 será del orden de 8 pesos por kilogramo, el ahorro anual en este combustible sería de entre 4,000 y 5,600 pesos, por lo que el sistema se paga en menos de tres años, si se le usa adecuadamente. Estos sistemas están garantizados para una vida útil de al menos 15 años, por lo que resultan sumamente rentables. Si se desea ahorrar aún más gas, se tendrá que elegir un captador más caro, de modo que el ahorro extra en gas no siempre justifica su instalación desde un punto de vista puramente económico. Sin embargo, otros factores (ambientales, estéticos, comodidad, etcétera) pueden conducir a la adquisición de un sistema importado de alto costo.
Si lo que se desea es calentar piscinas, lo mejor es emplear captadores desnudos de plástico, que son muy económicos y suficientemente buenos para calentar agua a 30° C, ideal para nadar y otras actividades acuáticas recreativas. La inversión en este tipo de sistemas se recupera en un año y medio, aunque la vida útil de estos captadores no rebasa los 15 años.
Para aplicaciones industriales se requieren calentadores con cubiertas de vidrio, recubrimientos especiales en los captadores y un excelente aislamiento térmico para operar con buenos rendimientos a altas temperaturas. Lossistemas de calentamiento con este tipo de captadores son más caros, pero siguen siendo sumamente rentables al ahorrar una gran cantidad de combustibles fósiles, además de que no contaminan el ambiente. En general, la inversión en este tipo de sistemas se recupera en un periodo de menos de cuatro años y estos equipos tienen una vida útil de más de 20 años, por lo que también resultan muy rentables.
En términos muy prácticos, la cantidad de captadores solares que se requerirían para una aplicación dada puede estimarse a grosso modo mediante el siguiente procedimiento:
a) Determinar la cantidad de agua caliente requerida para la aplicación deseada en un cierto periodo, por ejemplo: 2,000 litros de agua caliente a 52° C cada día, para uso doméstico.
b) Calcular la cantidad de energía calorífica requerida. Para el ejemplo anterior éste sería:
Qu = (litros/día)(densidad del agua)(calor específico)(incremento en la temperatura),o sea:
Qu=(2000 litros / día) (1 kg / litro) (4.187 kJ / kg º C) (52º C - 14º C)=318 212 kJ/día
c) Determinar el rendimiento medio de los captadores solares para esta aplicación. Este rendimiento que, como se mencionó antes, depende de la temperatura requerida para la aplicación deseada, se puede leer en la escala de la izquierda de una etiqueta, como la que se muestra en la Figura 1, que deberá ser proveída por el vendedor. En este caso corresponde a un captador de buena calidad, que proporciona al menos 40 MJ/día para una temperatura de aplicación de 52° C en un día típico de la ciudad de México. En días muy soleados, el rendimiento puede ser un 25% mayor. Asimismo, en días muy nublados el rendimiento será inferior, pero al menos para aplicaciones domésticas, una buena estimación permite eliminar por completo el calentador de gas de “respaldo”.
d) Dividir la cantidad de energía calorífica requerida entre la energía captada diariamente por cada captador. Para obtener 2000 litros de agua caliente al día empleando captadores que rinden 40 MJ/día a 52º C de temperatura de aplicación, se requerirán entonces de:
e) Redondear al mayor número entero par más próximo. En este ejemplo serían ocho los captadores que se requerirían para suministrar 2,000 litros de agua a 52º C, a partir de agua de la tubería a 14º C.
Figura 1.Etiqueta de rendimiento de un captador solar comercial.
Para estimar la cantidad de combustible ahorrado, simplemente se lee en la escala de la derecha los kilogramos de gas LP ahorrados diariamente por cada captador –para el ejemplo dado se leen 1.40 kg/día de gas LP - y se multiplica por el número de captadores solares. Esto da muy aproximadamente el número de kilogramos de combustible fósil ahorrado si el sistema es operado correctamente. Para el ejemplo dado, se ahorrarían al menos 1.40 x 8 = 11.20 kilogramos de gas LP diariamente, que corresponden a más de 32 mil pesos anuales de ahorro en gas LP.
En conclusión, podría decirse sin lugar a dudas que es un error quemar gas LP, gas natural u otro combustible en vez de emplear captadores solares, tanto para calentamiento de piscinas, de agua para bañarse o para la gran mayoría de las aplicaciones caloríficas industriales. Usar la energía solar es mucho más barato, no contamina, contribuye a conservar los energéticos fósiles, evita la fuga de divisas ocasionada por importar combustibles, es mucho más seguro (se evitan accidentes por intoxicación, quemaduras y explosiones, que anualmente ocasionan decenas de muertes tan sólo en México) y proporciona una completa independencia energética. Todo mundo en nuestro país debería utilizar en su beneficio la energía solar, no hacerlo sale cada vez más caro, peligroso y deteriora el ambiente en que vivimos. Existen en México muchas empresas que pueden proveer el sistema de calentamiento solar que más convenga a las necesidades de una familia o una empresa. Para mayor información, puede visitarse la página de la AsociaciónNacional de Energía Solar:www.anes.org
El calentamiento de agua aprovechando la energía solar resulta una alternativa viable para reducir el consumo de combustibles fósiles y sus consecuentes impactos al medio ambiente.Asimismo, es evidente que la tecnología utilizada para este tipo de equipos y sistemas en México ha probado sus beneficios y que ha estado presente en nuestro país por varias décadas, a través de un buen número de empresas fabricantes y distribuidores. De igualmanera, un amplio conjunto de universidades e institutos, nacionales y regionales a lo largo y ancho del país han continuado con su trabajo para innovar su desarrollo en México, a fin demejorar la eficiencia y desempeño de estos equipos. La comunicación e información sobre los beneficios de este tipo de alternativa tecnológica a la población en general, debe contemplar un esfuerzo constante en el que deberán estar involucradas no sólo las instituciones de gobiernos sino quienes fabrican, distribuyen y comercializan calentadores solares de agua en el mercado mexicano. Estamos en tiempos dificiles y existe un boom acerca de este tipo de tecnologia y, si bien, es en estos momentos es un poco costoso la compra e instalacion de estos artefactos, vale la pena la inversion y redituara en beneficios a largo plazo en nuestros bolsillos, ademas de la parte importante que es la de contribuir con la reduccion del efecto de gas invernadero.
Vamos a ponernos las pilas!! ...o mejor dicho, las fotoceldas!!
La temperatura es un factor clave para los seres vivos.
