Termómetros y medición de la temperatura

Termómetros y medición de la temperatura

Para conocer la agitación molecular que existe en un cuerpo se mide su temperatura. Cuando el cuerpo transmite bastante calor se dice que su temperatura es mayor que cuando transmite menos calor. Esto se ha podido comprobar experimentalmente al realizar mediciones de la temperatura.  Una manera segura y exacta de medir la temperatura de un cuerpo  es mediante un termómetro. 

La evolución del termómetro

Los termómetros miden la temperatura de forma cuantitativa, debido a la contracción y expansión de las sustancias que contienen, las mismas que reaccionan de manera regular ante la energía que reciben al entrar en contacto con otro cuerpo. Los termómetros mas conocidos son aquellos que se basan en la dilatación de los cuerpos, esto es, en el aumento de volumen. Pero los termómetros han ido evolucionando conforme aumentaban los conocimientos.

Los primeros instrumentos que se emplearon para medir la temperatura, fueron los termoscopios. Estos consistían en un bulbo de vidrio con un tubo largo colocado boca abajo dentro de un recipiente que contenía agua o alcohol con colorante. Cuando el aire contenido en el bulbo se calentaba o enfriaba, el nivel del líquido en el tubo variaba, reflejando el cambio en la temperatura del aire.

En 1654, el Duque de Toscana Ferdinand II desarrolló el termómetro que usó líquido en vez de aire. Su termómetro consistía en un equipo sellado en vidrio, dentro del cual había alcohol, con 50 “grados” marcados sobre el tubo.

En 1664, Robert Hooke utilizó tinte rojo en alcohol. El presentó una escala graduada que pudo ser aplicada en termómetros de tamaños  diferentes. El termómetro de Hooke se estableció como patrón hasta 1709.

En 1702, el astrónomo danés Ole Roemer basó su escala en dos puntos fijos: nieve o hielo comprimido y el punto de ebullición del agua, y registró la temperatura diaria en Copenhague desde 1708 hasta 1709.

En 1714, Gabriel Fahrenheit inventó el termómetro de mercurio, aprovechando que la expansión térmica del mercurio es amplia y uniforme, lo que permite que no se adhiera al vidrio y que permanezca líquido ante un amplio rango de temperaturas. Además, su apariencia plateada hace que sea fácil de leer. Actualmente éste es uno de los termómetros mas utilizados.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, en 1857, Svanberg  inventó el termómetro eléctrico o de resistencia, que marca la temperatura por medio de la corriente eléctrica, al producir ésta la reacción de dos metales.

Tipos de termómetros

De acuerdo al margen de temperatura que se requiera medir y a la precisión exigida, se pueden utilizar diferentes tipos de termómetros. Los tipos de termómetros que se utilizan actualmente se basan en las propiedades termométricas de  las sustancias que deben tener:

-  Puntos distanciados de ebullición y de fusión.
-  Coloración opaca, para que puedan ser observadas fácilmente.
-  Dilatación uniforme y que no adhieran a las paredes del tubo.
-  Alto grado de pureza.

Termómetros dilatación
Se basan en el aumento de  del volumen de la sustancia con la que se mide la temperatura. Pueden ser de líquido, como el termómetro de  Beckmann o el termómetro de cinta bimetálica, y de sistemas llenos, entre los que figuran los de gas, los de vapor a presión y los de líquidos en dilatación. Dentro de estos termómetros, los mas conocidos son el termómetro clínico, utilizado para medir la variación de temperatura en el ser humano; el termómetro climatológico, utilizado para medir la temperatura ambiental; y el termómetro de cinta bimetálica, formado por una cinta doblada en espiral que se dilata o se contrae al variar la temperatura. 

Termómetros de resistencia 
Son los mas precisos y miden la resistencia eléctrica. Pueden ser:

Los detectores de temperatura resistivos (RTD), que emplean el platino. Estos termómetros son especiales para identificar las características que deben poseer los materiales que forman el conductor o los materiales usados en sondas. 

Los termistores, que son termómetros basados en sustancias semiconductoras.  Entre estos se encuentran los termómetros  de resistencia de silicio.

Los pares termoeléctricos o termopares, que son los instrumentos mas utilizados industrialmente. Para medir la temperatura utilizan la soldadura de metales como el platino y el rodio.

Los pirómetros

Son instrumentos que miden altas temperaturas a través del calor de la luz emitida. Existen pirómetros de radiación, ópticos y fotoeléctricos. Todos ellos miden temperaturas por encima del alcance de los termómetros de dilatación y de resistencia.
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