Sumario: ¿Qué es la temperatura?. ¿Qué es caliente y qué es frío?. Escalas internacionales de temperatura. Unidades de temperatura. Grado Kelvin. Grados Centígrados. Grado Fahrenheit. Grado Rankine. Grado Réaumur. Conversiones entre unidades de temperatura. Ejemplos prácticos de conversiones entre temperaturas. Cgs unidad de temperatura.
Summary: What is temperature?. What is hot and what is cold? International temperature scales. temperature units. Kelvin degree. Degrees Celsius. Fahrenheit degree. Ranking grade. Réaumur degree. Conversions between units of temperature. Practical examples of conversions between temperatures. Cgs unit of temperature.
UNIDADES Y CONVERSIONES DE TEMPERATURA
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¿Qué es la temperatura?
La temperatura es una cantidad intensiva y describe el estado energético de la materia.
Todos los materiales tienen átomos y moléculas que están en constante movimiento, vibrando o girando. simplificando: cuanto más se muevan, más temperatura tendrá el material.
La temperatura de un objeto se puede definir por la energía cinética promedio de sus átomos y moléculas, una definición de temperatura que podemos entender con relativa facilidad.
Kelvin es la unidad de una cantidad física fundamental llamada temperatura termodinámica (T) y desde 2019, el kelvin se define con la constante de Boltzmann.
Entonces, ¿Qué es caliente y qué es frío?
Todo es bastante relativo, por lo que estos términos frío y calor no son muy precisos ni científicos. Entonces necesitamos una forma más específica de indicar la temperatura.
Durante los últimos siglos se han desarrollado varias escalas y unidades diferentes de temperatura
Y dado que se han utilizado diferentes escalas en diferentes partes del mundo, todavía hay varias escalas diferentes en uso. Las especificaciones reales de algunas de las antiguas escalas de temperatura no eran muy precisas inicialmente (como la temperatura del cuerpo humano), pero más tarde se crearon puntos de referencia y especificaciones específicas y precisas.
Para temperaturas altas, realmente no hay límite. Por ejemplo, la temperatura en la superficie del sol es de 5800 kelvin, mientras que la temperatura en el interior del sol es de hasta 13,6 millones de kelvin.
Pero para el extremo inferior de la temperatura, existe un límite muy específico, siendo la temperatura cero absoluta, que es la temperatura más baja posible.
El cero absoluto es un estado teórico que posiblemente nunca se pueda lograr. Teóricamente, todo el movimiento de los átomos cesaría casi por completo, reteniendo solo la energía del punto cero de la mecánica cuántica.
La temperatura del cero absoluto es igual a:
0 kelvin, -273,15 °Celsius o -459,67 °Fahrenheit.
En el espacio exterior, la temperatura es bastante fría y la temperatura promedio del universo es inferior a 3 kelvin.
Escalas internacionales de temperatura
Se han publicado varias escalas internacionales de temperatura para mediciones prácticas:
SU-27; Escala Internacional de Temperatura de 1927
IPTS-48; Escala Práctica Internacional de Temperatura de 1948
IPTS-68; Escala Práctica Internacional de Temperatura de 1968
SU-90; Escala Internacional de Temperatura de 1990
También se han utilizado algunas escalas adicionales, por ejemplo, PLTS-2000 para mediciones mejoradas de temperaturas muy bajas en el rango de 0,9 mK... 1K (Escala provisional de baja temperatura de 2000).
Por acuerdo internacional, la escala ITS-90 actual se basa en la temperatura termodinámica (T) antes mencionada.
La escala define los métodos para calibrar un tipo específico de termómetros de manera que los resultados sean precisos y repetibles en todo el mundo. Además, se cree que los valores numéricos están lo más cerca posible de la temperatura termodinámica real (T) en ese momento. Los métodos para realizar la escala de temperatura ITS-90 incluyen puntos fijos y funciones para interpolar las temperaturas entre los valores fijos.
UNIDADES DE TEMPERATURA
Grado Kelvin (K)
Kelvin es la unidad base de temperatura en el sistema SI (Sistema Internacional de Unidades).
La abreviatura de la unidad Kelvin es K (sin grado ni signo de grado).
La unidad Kelvin fue presentada por primera vez por William Thomson (Lord Kelvin) en 1848.
La escala Kelvin se desarrolló inicialmente cambiando el punto de partida de la escala Celsius al cero absoluto.
Con la redefinición del sistema SI en 2019, la escala Kelvin se ha definido fijando el valor numérico de la constante de Boltzmann en 1,380649×10−23 J⋅K−1.
El kelvin se usa a menudo en ciencia y tecnología. De todos modos, no se usa mucho en la vida cotidiana. El símbolo de la temperatura Kelvin en términos de ITS-90 es la letra mayúscula T 90.
Grados Centígrados (°C)
Celsius es actualmente una unidad derivada de temperatura en el sistema SI, siendo kelvin la unidad base.
La abreviatura de Celsius es °C (grado Celsius) y el tamaño de un grado Celsius es el mismo tamaño que un kelvin.
La unidad y la escala Celsius real fueron presentadas por primera vez por un sueco Anders Celsius en 1742.
Los dos puntos de referencia principales de la escala Celsius eran el punto de congelación del agua (o el punto de fusión del hielo) definido como 0 °C y el punto de ebullición del agua siendo 100 °C.
El punto de fusión del hielo es una especificación relativamente precisa (suponiendo que haya purificado el hielo y se haya agitado adecuadamente), pero la temperatura de ebullición del agua no es una temperatura tan precisa en la práctica, ya que la temperatura de ebullición depende mucho de la presión atmosférica.
Como Celsius es una unidad SI derivada de Kelvin, también está vinculada a ITS-90 y su símbolo es la letra minúscula t 90.
En términos de ITS-90, el punto de fusión del hielo está ligeramente por debajo de 0 °C y el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica normal es de aproximadamente 99,974 °C.
El tamaño de un grado Celsius es igual al tamaño de un grado Kelvin y 0 K es igual a -273,15 °C.
La unidad Celsius es más adecuada para el uso diario que el kelvin y es muy popular en todo el mundo, aunque no se usa tanto en los EE. UU. Un grado Celsius a veces también se llama centígrado.
Grado Fahrenheit (°F)
La abreviatura de la unidad Fahrenheit es °F.
La escala Fahrenheit fue introducida por primera vez por un holandés llamado Gabriel Fahrenheit en 1724.
Los dos puntos de referencia principales de la escala son el punto de congelación del agua especificado en 32 °F y la temperatura del cuerpo humano en 96 °F.
En la práctica, es fácil ver que la temperatura de un cuerpo humano no es una definición muy precisa.
Hoy en día, la escala Fahrenheit se redefine de manera que el punto de fusión del hielo es exactamente 32 °F y el punto de ebullición del agua exactamente 212 °F.
En muchas áreas, Fahrenheit ha sido reemplazado por Celsius como unidad de temperatura, pero Fahrenheit todavía se usa en los EE. UU., en el Caribe y también en uso paralelo con Celsius en Australia y el Reino Unido.
Grado Rankine (°R, °Ra)
La escala de Rankine se abrevia como °R o °Ra.
La escala Rankine fue presentada por un escocés William Rankine en 1859, unos años después de la escala Kelvin.
El punto de referencia de la escala Rankine es el punto cero absoluto siendo 0 °R, como en la escala Kelvin.
El tamaño de un grado Rankine es el mismo que el tamaño de un grado Fahrenheit, pero como se mencionó, el punto cero es muy diferente.
El punto de congelación del agua es igual a 491,67 °Rankine.
Rankine no es una escala muy utilizada. Se usó en algunos campos de la tecnología en los EE. UU., pero NIST ya no recomienda el uso de Rankine.
Grado Réaumur (°Ré, °Re)
Las escalas de Réaumur fueron introducidas por Réne de Réaumur en 1730.
Sus puntos de referencia son el punto de congelación del agua 0 °Ré y el punto de ebullición del agua es 80 °Ré.
La escala de Réaumur se utilizó en algunas partes de Europa y Rusia, pero desapareció principalmente durante el siglo pasado.
CONVERSIONES ENTRE UNIDADES DE TEMPERATURA
Para convertir de ºC a ºF:
- ºF = ºC x 1.8 + 32
Para convertir de ºF a ºC:
- ºC = (ºF-32) ÷ 1.8.
Para convertir de K a ºC:
- ºC = K – 273.15
Para convertir de ºC a K:
- K = ºC + 273.15.
Para convertir de ºF a K:
- K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15.
Para convertir de K a ºF:
- ºF = 1.8(K – 273.15) + 32
El Kelvin tiene el mismo tamaño que el grado Celsius, por lo que las medidas se pueden convertir fácilmente de uno a otro.
• El punto de congelación del agua es 0°C = 273,15 K
• El punto de ebullición del agua es 100 °C = 373,15 K.
Las escalas Kelvin y Celsius están relacionadas de la siguiente manera:
T (en °C) + 273,15 = T (K)
T (en K) − 273,15 = T (ºC)
Sin embargo, los grados en la escala Fahrenheit se basan en la tradición inglesa de usar 12 divisiones, del mismo modo que 1 pie = 12 pulgadas.
La relación entre los grados Fahrenheit y los grados Celsius es la siguiente:
5
° C = --------- × ( ° F− 32 )
9
9
° F = ---------- × ( ° C) + 32
5
Solo hay una temperatura para la cual el valor numérico es el mismo en las escalas Fahrenheit y Celsius:
−40°C = −40°F
Ejemplos de conversiones de temperaturas:
Convertir cada temperatura a °C y °F.
1. la temperatura de la superficie del sol (5800 K)
- Solución:5527 °C, 9980 °F
2. el punto de ebullición del oro (3080 K)
- Solución:2807 °C, 5084 °F
3. el punto de ebullición del nitrógeno líquido (77,36 K)
- Solución:-195,8 °C, -320,4 °F
Cgs unidad de temperatura
La abreviatura “cgs” proviene de las palabras “ centímetro-gramo-segundo ”.
Como sugieren estas palabras, el sistema cgs es una variación del sistema métrico, pero en lugar de usar el metro, usa el centímetro como unidad de longitud, y en lugar del kilogramo, usa el gramo como unidad de masa. Se derivan diferentes unidades mecánicas cgs del uso de estas unidades base cgs.
El cgs es un sistema bastante antiguo y en su mayoría ha sido reemplazado primero por el sistema MKS (metro-kilogramo-segundo), que luego ha sido reemplazado por el sistema SI. Sin embargo, a veces aún puede encontrarse con algunas unidades cgs.
El sistema cgs no tiene sus propias unidades de temperatura, por lo que utiliza las mismas unidades de temperatura: Kelvin, Centígrados y Fahrenheit.
