Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Què és la temperatura? Definició d'escales i unitats

Què és la temperatura? Definició d'escales i unitats

La temperatura és la magnitud termodinàmica que posa en evidència l'energia tèrmica d'un cos en relació amb la d'un altre. Aquesta propietat termodinàmica únicament descriu un estat macroscòpic.

Segons la teoria molecular, la temperatura es defineix com la mesura de l' energia cinètica mitjana de les molècules que la formen. És a dir, els moviments de les partícules al seu interior.

D'altra banda, es pot definir segons la mecànica estadística, com la derivada de l'energia respecte a l'entropia a volum constant.

A l'ésser una magnitud macroscòpica, té un caràcter exclusivament estadístic. Això vol dir que no té sentit parlar de temperatura d'una molècula o d'un àtom aïllat, sinó d'un conjunt.

Quines són les escales de temperatura?

Les tres escales més habituals per mesurar la temperatura són:

Escala Celsius y escala Kelvin

L'escala Celsius és l'escala més utilitzada per expressar la temperatura. Gairebé tothom utilitza l' escala Celsius (grau Celsius) per a la mesura de la majoria dels mesuraments. La variació entre un grau i el següent en una escala Celsius és la mateixa variació que en una escala Kelvin.

La diferència entre les escales Celsius i Kelvin està en la fixació del seu punt nul:

  • En l'escala Celsius 0ºC corresponen a del punt de congelació de l'aigua.

  • En l' escala Kelvin els 0 graus correspon a el nivell mínim que podria arribar teòricament un cos.

Els intervals de l'escala Kelvin es mesuren en kelvin, però anteriorment es deien graus Kelvin.

Escala Fahrenheit

No obstant això, hi ha alguns pocs països, sobretot els Estats Units, on encara s'utilitza l'escala Fahrenheit a la vida diària. Es tracta d'una escala històrica. En ella, el punt de congelació de l'aigua se situa als 32 ° F i el punt d'ebullició de l'aigua als 212 ° F.

Exemples de temperatura

Descripció

Kelvin

graus Celsius

graus Fahrenheit

graus Rankine 

zero absolut

0

-273,15

-459,67

0

Temperatura de fusió de l'aigua

273,15

0

+32

491.67

Temperatura ebullició de l'aigua

373,15

100

+212

671.67

Temperatura del cos humà

310,15

37

+98.6

558.27

La temperatura ambient és la temperatura de l'aire exterior. El màxim registrat ha estat 56,7 graus Celsius. Registrats a l'estació de Furnace Creek, situada al conegut "Death Valley" dels EUA La mínima registrada és de -93 graus Celsius registrats a l'Antàrtida.

Unitat en el sistema internacional de mesures

La unitat de mesura de la en el Sistema Internacional d'Unitats (SI) és el kelvin. El kelvin, és per tant, la unitat usada pels científics. És freqüent veure-ho referenciat com a grau kelvin.

Punt triple de l'aigua

El Sistema Internacional d'Unitats (SI) defineix una escala i una unitat per a la temperatura termodinàmica basant-se en el punt triple de l'aigua.

Per què tenim sensació de fred i calor?

Es diu sensació tèrmica a la sensació de fred o calor que sent una persona segons una combinació de paràmetres meteorològics.

La sensació fisiològica es genera a l'produir-se un intercanvi d'energia tèrmica entre la temperatura corporal i la d'altres cossos.

Si toquem un objecte a una temperatura inferior la calor flueix del nostre cos a l'objecte. Tenim sensació de fred. Si l'objecte és un bon conductor de la calor, la calor flueix més ràpid. Llavors tindrem la sensació tèrmica que l'objecte està encara més fred.

Relació entre temperatura i termodinàmica

És una de les principals propietats estudiades en un sistema termodinàmic. A la termodinàmica són especialment importants les diferències de tèrmiques entre diferents regions de la matèria. Aquestes diferències permeten el moviment de la calor d'una regió a una altra.

Què és la temperatura? Definició d'escales i unitatsLa calor flueix només de les regions calentes a les regions fredes. Així ho estableix la segona llei de la termodinàmica en l'enunciat de Clausius. Dos objectes a la mateixa temperatura no es transfereixen calor.

La temperatura és el mateix que l'energia tèrmica?

Les molècules de totes les substàncies materials sempre es troben en un moviment continu. Poden estar en vibració o agitació, a causa de les múltiples interaccions que pateixen dins el cos.

En conseqüència a aquesta agitació aleatòria, els àtoms i molècules de la matèria posseeixen certa energia interna, ja que tenen energia cinètica en forma de moviment. També posseeixen energia potencial a causa de les forces que s'exerceixen entre les partícules.

L'energia interna també se li coneix com l'energia tèrmica dels cossos.

D'altra banda, la temperatura és la magnitud que permet registrar el valor mitjà de l'energia tèrmica d'un cos.

Com es mesura la temperatura?

Els diferents sistemes de mesurament depenen de l'aplicació o de si cal mesurar valors molt elevats o molt baixos. No obstant això, l'eina més coneguda i utilitzada és el termòmetre.

Per poder determinar la temperatura d'un sistema, aquest ha d'estar en equilibri termodinàmic. Les variacions de l'estat tèrmic d'un cos ocasionen canvis en algunes propietats macroscòpiques:

  • Dilatació.
  • Evolució de la resistència elèctrica.
  • Creació de forces electromotrius.
  • Canvis de pressió.
  • Canvis de volum en un gas, etc.

En conseqüència, les variacions d'aquestes propietats permeten ser utilitzats per a la construcció d'instruments que detectin les variacions de temperatura.

Anteriorment, per mesurar la temperatura corporal s'utilitzava el termòmetre de mercuri. Actualment està en desús per la seva perillositat.

¿Que significa en equilibrio térmico?

Quan dos sistemes estan en equilibri tèrmic tenen la mateixa temperatura. L'extensió d'aquest principi justifica fonamentalment la utilització del ermòmetre i estableix els principis de la seva construcció per al seu mesurament.

En un enfocament més fonamental, la definició empírica es deriva de les condicions de l'equilibri tèrmic, que són expressades a el principi zero de la termodinàmica.

Autor:

Data de publicació: 9 de novembre de 2016
Última revisió: 18 de maig de 2020