“Termómetros y escalas de medición”

Desde que ocurrió el Equinoccio de Otoño el pasado septiembre, se inició también el descenso gradual de las temperaturas en el Hemisferio Norte de La Tierra, al pasar la perpendicularidad de la incidencia de los rayos solares hacia el Hemisferio Sur.

Se inicia también, la mayor preocupación de las personas por las temperaturas bajas, sobre todo en los países de latitudes medias y altas de nuestro Hemisferio Norte.

Por ello, hoy les voy a hablar acerca de termómetros y escalas termométricas con las que se mide la temperatura.

Instrumentos para la Medición de la Temperatura

Las temperaturas se miden con el termómetro, antes, con los termómetros de alcohol y mercurio, aunque modernamente se emplean termómetros bimetálicos y también los hay de sensores electrónicos en las estaciones meteorológicas automáticas.

Los termómetros convencionales con los que se ha medido la temperatura hace poco más de 200 años, se basan en la dilatación o contracción del elemento termométrico en un fino tubo capilar, en los termómetros de alcohol o mercurio; mientras que modernamente se usan los bimetálicos, mediante las diferencias en la contracción y expansión de diferentes aleaciones de metales, y también los de sensores electrónicos.

El termómetro de alcohol, que para verse se le da color mediante alguna sustancia que en él se diluya, tiene la ventaja de que en los países más fríos no se congelaba el alcohol a la temperatura más baja que se registra en los países más fríos, debido al bajo punto de congelación del alcohol, que es de -114 ºC.

El termómetro de mercurio tiene un punto de congelación relativamente alto, de -38.8 ºC, de ahí que no haya podido emplearse en países donde la temperatura pueda llegar a ese valor o inferior al mismo.

Pero hay otro problema. Los termómetros de mercurio, tanto los domésticos para medir la temperatura corporal como los instalados en las estaciones meteorológicas, o a fuera de la casa, para medir la temperatura ambiente han desaparecido de la escena y ya no se fabrican.

Cuando era niño, siempre esperaba a que se rompiera un termómetro de mercurio para jugar con las bolitas (a veces la rotura no era involuntaria…) En algunos lugares se podían comprar frascos con Mercurio, para jugar a sacarlo del frasco y ponerlo encima de un papel blanco, y con el dedo, tocar las bolitas que se hacían y moverlas. Luego esos dedos, evidentemente, iban a la boca y a los ojos de los niños. Nadie me había dicho que eso era peligroso. El Mercurio (Hg) es el único metal que es líquido a temperatura ambiente en nuestro Planeta. De forma natural el Mercurio está en el ambiente, tanto en el aire, en el agua, como en los suelos. Y era tan bonito en las bolitas de mercurio, cómo se unían y se desunían, que nadie podía pensar en lo peligroso que era.

Pero con los años se comprobó que en altas concentraciones podía causar daños irreversibles en el sistema nervioso, pulmones, riñones... y no solo por su ingesta, sino también por la inhalación del vapor de mercurio. Además, es un elemento que permanece en los ecosistemas durante miles de años y es muy difícil de eliminar. De ahí que la toxicidad del Mercurio ha sido el motivo de su prohibición total en nuestros días. Así que los pocos termómetros de Mercurio que aún quedan en uso por ahí, serán los últimos.

Escalas de Medición.

Además de los termómetros, hay otro elemento importante al considerar la medición de cualquier temperatura: la escala termométrica.

Habrán visto Uds. que unos cuantos párrafos más arriba, cuando les comenté acerca de las temperaturas de congelación del alcohol y el mercurio, usé el símbolo ºC, denotando grados Celsius (también llamado Centígrado).

La escala Celsius o Centígrado es la escala de temperaturas más usada para uso común en el Mundo. Sin embargo, no fue la primera escala que existió. Antes, surgió la escala Fahrenheit.

Se debió al físico Daniel Fahrenheit (1686-1736), que describió la escala que lleva su nombre en 1724. Se basa en dos puntos fijos: la temperatura a la que el agua se congela (32 ºF) y la temperatura a la que el agua hierve (212 ºF). La diferencia entre estos dos puntos son 180 grados, por lo que cada grado representa 1/180. Originalmente, Fahrenheit planteó la escala empleando tres puntos fijos: el punto más alto era la temperatura del cuerpo humano (96 ºF), el punto intermedio era la temperatura de la mezcla de hielo y agua (32 ºF) y el punto más bajo era la temperatura de una mezcla a partes iguales de hielo, sal y agua (0 ºF).

Sin embargo, esta forma de medición no llevó a una escala que fuera compatible o amigable con el Sistema Métrico Decimal implantado más tarde, el cual daría lugar al actual Sistema Internacional de Unidades (SIU) vigente en el Mundo actual.

Por mucho tiempo, la mayoría de los países de habla inglesa, o aquellos que estuvieron bajo la influencia de Inglaterra, utilizaron el llamado sistema de unidades imperiales, el cual aplica la escala Fahrenheit para la medición de la temperatura.

Pero, por razones prácticas, de precisión y económicas, muchos de estos países vieron más ventajoso el sistema de medidas internacional o S.I., dejando de utilizar el antiguo sistema de unidades imperiales. De ahí que la escala Fahrenheit dejó de ser utilizada, quedando sólo en algunos países como son los Estados Unidos, Myanmar (antigua Birmania) y Liberia, únicos que aún la usan, aunque parece claro que el peso fundamental de su existencia actual radica en su uso en los EE.UU.  Su símbolo es °F y se lee grados Fahrenheit.

En 1742, el astrónomo sueco Anders Celsius (1701-1744) propuso dos puntos fijos para hacer su escala de temperatura: el punto de fusión del hielo representaría el 0 ºC y el punto de ebullición del agua sería 100 ºC. Como puede verse, es una escala de 100 grados entre el punto de fusión o congelación del agua y el de ebullición, y ahí radica su fuerza y el que sea empleada por la gran mayoría de países del Mundo.

El grado Kelvin es una unidad de temperatura del Sistema Internacional y la más usada en el contexto científico. Su símbolo es K y se lee Kelvin. Por ejemplo, la corona solar tiene una temperatura de 1 millón de grados Kelvin, mientras el interior del Sol mide 10 millones de grados Kelvin.

La escala Kelvin es la única fundamentada en los principios termodinámicos y no en cómo se comporta un determinado material. Resuta ser una escala bastante parecida a la Celsius, pero que parte del 0º K o cero absoluto, donde cesa el movimiento molecular, y que es equivalente a -273 ºC.