Temperatura en física

Temperatura: ¿qué es? ¿Cuál es la definición de temperatura? ¿Qué es el equilibrio termodinámico?

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1. Temperatura. Definición

La temperatura es la magnitud básica que caracteriza los fenómenos térmicos. Es uno de los principales parámetros físicos que caracterizan el estado de un sistema termodinámico. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio resultante de las vibraciones y el movimiento de todas las moléculas en un sistema dado.

Depende del movimiento y vibración de las moléculas que componen el cuerpo. La temperatura aumenta a medida que aumenta la energía de estos movimientos. El movimiento puede estar relacionado con el movimiento de la molécula y la vibración de los átomos.

Por ejemplo, la velocidad de los átomos en movimiento térmico a una temperatura cercana a la temperatura ambiente es alta, pero ya a una temperatura cercana al cero absoluto la velocidad alcanza valores mínimos.

La temperatura es una de las siete cantidades básicas del sistema SI de unidades, o el Sistema Internacional de Unidades, que se estandarizó en 1960.

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La unidad básica de temperatura en el sistema SI es Kelvin; las escalas Celsius y Fahrenheit también se usan comúnmente.

## Equilibrio termodinámico

Según la definición de James Clerk Maxwell (1831-1879), físico y matemático escocés, la temperatura corporal es su estado térmico cuando se considera en relación con su capacidad para transferir calor a otros cuerpos.

Podemos experimentar qué es esto tocando o acercándonos a objetos o cuerpos materiales. Cuando dos cuerpos de diferente temperatura se acercan, la energía se transfiere del objeto con la temperatura más alta al objeto con la temperatura más baja.

La transmisión tiene lugar hasta que la temperatura se iguala en ambos objetos. Tal fenómeno se llama equilibrio termodinámico. Un buen ejemplo de esto es abrazar a una persona congelada. Esto no es más que la transferencia de calor.

2. Expansión de sustancias por temperatura

La expansión de la temperatura de los sólidos es un fenómeno en el que el volumen del cuerpo aumenta al aumentar la temperatura.

Al elevar la temperatura de un objeto, hacemos que las moléculas de las que está hecho este cuerpo se muevan. Cuanto más alta es la temperatura, más violento es el movimiento que hace que los átomos se "empujen" y se alejen entre sí. Esto resulta en un aumento del volumen corporal.

La expansión de la temperatura de la sustancia se puede ver observando los cables de la línea de alta tensión; en invierno, están sometidos a tensión entre los polos. A su vez, en verano cuelgan sueltos.

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3. Expansión de temperatura de los gases

Los gases son los más susceptibles al fenómeno de expansión térmica debido a su estructura.

En los gases, el movimiento de las moléculas es rápido y las interacciones intermoleculares son muy débiles. El aumento de la temperatura del gas hará que las moléculas se muevan aún más rápido y aumente la distancia entre ellas.

Por esta razón, los envases de aerosol o gas siempre están marcados con una advertencia de sobrecalentamiento. El gas calentado, aumentando de volumen, podría hacer explotar el recipiente.

4. Expansión de temperatura de líquidos.

La expansión térmica afecta tanto a líquidos como a sólidos y gases. Bajo la influencia del aumento de temperatura, el líquido se expandirá en volumen.

Un ejemplo emblemático y común del uso de este fenómeno es un termómetro líquido. Cuanto más alta es la temperatura, aumenta el volumen de alcohol en el termómetro, lo que indica valores cada vez más altos.

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5. Medición de temperatura

La temperatura es una de las siete cantidades básicas del sistema SI de unidades, o el Sistema Internacional de Unidades, que se estandarizó en 1960.

El proceso de definición de una escala de temperatura tiene lugar en relación con un determinado fenómeno físico repetitivo y dependiente de la temperatura al que se le asigna un determinado valor de temperatura. Un ejemplo de tal fenómeno puede ser un punto de fusión o congelación constante.

Este fenómeno físico se denomina punto estándar fijo. Un ejemplo de tal punto es el punto triple del agua, es decir, cuando los tres estados de agregación agua, hielo y vapor están en equilibrio a una temperatura de 0.01 grados Celsius o 273.15 Kelvin y una presión de 611.73 Pa.

La temperatura de punto triple fue establecida bajo la ley internacional y se usa para calibrar termómetros. En el mundo, se utilizan principalmente tres escalas para medir la temperatura: Kelvin, Celsius, Fahrenheit.

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