La temperatura es una magnitud física de la materia que expresa cuantitativamente las nociones comunes de calor y frío. Los objetos de baja temperatura son fríos, mientras que objetos de temperaturas más altas los consideramos tibios o calientes.

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Espontáneamente, el calor fluye sólo de las regiones de mayor temperatura a las regiones de menor temperatura. Tal y como se establece en la segunda ley de la termodinámica en el enunciado de Clausius.

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Según el enfoque de la termodinámica clásica, la temperatura de un objeto varía proporcionalmente a la velocidad de las partículas que contiene. No depende del número de partículas (de la masa) sino de su velocidad media: a mayor temperatura mayor velocidad media. Por tanto, la temperatura está ligada directamente a la energía cinética media de las partículas que se mueven en relación al centro de masa del objeto.

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Escalas de Temperatura:

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• Escala Celsius: Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan los valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se lee grado Celsius y se denota por °C.

 

• Escala Kelvin: En este caso, donde el valor de 0° corresponde al cero absoluto, temperatura en la cual las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. En escala Celsius esta temperatura corresponde a -273 °C. Esta unidad de medida se lee Kelvin y se denota por [K].

 

Dado que 0 K corresponden a -273,15 °C, se puede hallar una fórmula de conversión, entre la escala Celsius y la escala Kelvin, de la siguiente forma:

 

TK = TC + 273,15      (T1)

Donde:

TC: temperatura en grados centígrados.

TK: temperatura en Kelvin.

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• Escala Fahrenheit: En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla, pero en este caso fueron los puntos de solidificación y de ebullición del cloruro amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los valores de 0 y 100 respectivamente. La unidad de esta escala se llama grado Fahrenheit y se denota por °F. Dado que en escala Celsius, los valores de 0 °C y 100 °C corresponden a 32 °F y 212 °F respectivamente, la fórmula de conversión de grados Celsius a Fahrenheit es:

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TF= 9/5  TC + 32     (T2)

 donde:

TF: temperatura en grados Fahrenheit.

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• Escala Rankine: Es una escala de temperaturas muy utilizada en los EEUU, y es semejante a la escala Kelvin. El valor inferior de esta escala es el cero absoluto, por lo que es una “escala absoluta”, y posee intervalos de grado idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.

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TR = 9/5 TK = 1,8 TK     (T3)

Donde:

TR: temperatura en Rankine.

 

Patrones de temperatura

Los patrones de temperatura son fenómenos físicos conocidos que se producen a una temperatura conocida en unas condiciones dadas. Para una presión atmosférica estándar a nivel del mar, los patrones de temperatura más utilizados Son: 

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• Mezcla de agua con hielo (punto de fusión o de solidificación del agua): 0 °C (32 °F).

• Punto de ebullición del agua: 100 °C (212 °F)

• Punto triple del hidrogeno: -259,34 °C (-434,81 °F)

• Punto de fusión del platino: 1769 °C (3216.2 °F)

• Punto de fusión del óxido de magnesio: 2800 0C (5072 °F)

• Punto de ebullición del oxígeno: -192,97 °C (315,35 °F)

• Punto de fusión del azufre: 444,6 °C (832,28 °F)

• Punto de fusión de la plata: 960,8 °C (1761,44 °F)

• Punto de fusión del oro: 1063 °C (1945,4 °F).

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 Medición de temperatura: 

La medición de temperatura se basa en la aplicación de la ley cero de la termodinámica que dice que: “Si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, los tres estarán en equilibrio térmico entre sí. Por lo tanto los tres estarán a la misma temperatura”, en la figura T1 se observa la aplicación de esta ley.