Escalas Termométricas: Medir el Calor con Números

1. Conceptos clave

• Temperatura: número que indica qué tan caliente o frío está un cuerpo. A nivel microscópico, mide qué tan rápido se mueven en promedio sus partículas.
• Termómetro: instrumento que mide la temperatura. El más conocido usa un líquido que sube con el calor y baja con el frío.
• Escala termométrica: tabla de números marcada en el termómetro. Traduce la altura del líquido a un valor con sentido.
• Punto fijo: temperatura que siempre ocurre igual y sirve como marca de referencia. Los más usados son la congelación y la ebullición del agua.
• Grado: cada división o pasito de la escala, como cada centímetro en una regla.

Idea para recordar: es como medir tu estatura en centímetros o pulgadas. La persona mide lo mismo, solo cambia la regla. Igual pasa con el calor: 25 °C = 77 °F = 298.15 K.

2. Cómo se construye una escala

1. Elige dos puntos fijos: congelación y ebullición del agua a la misma presión.
2. Márcalos en el termómetro: una rayita abajo para congelación y otra arriba para ebullición.
3. Divide el espacio en partes iguales: cada parte es un grado. Más partes = grados más pequeños.

3. Las tres escalas principales

• Celsius: la más usada en ciencia y vida diaria. Propuesta por Anders Celsius. Cómoda porque usa 0 y 100.
• Fahrenheit: muy usada en EE.UU. para clima y cocina. Su grado es más pequeño: 1 °C equivale a 1.8 °F.
• Kelvin: escala del Sistema Internacional. No usa la palabra grado ni el símbolo °, solo K. Empieza en el cero absoluto (0 K = -273.15 °C), la temperatura más baja posible donde las partículas casi se detienen. No tiene temperaturas negativas.

4. Cómo pasar de una escala a otra

Relación base:

$$\frac{T_{C}}{100} = \frac{T_{F} - 32}{180} = \frac{T_{K} - 273.15}{100}$$

Fórmulas prácticas que debes memorizar:

$$T_{K} = T_{C} + 273.15$$

$$T_{F} = \frac{9}{5} T_{C} + 32$$

$$T_{C} = \frac{5}{9} (T_{F} - 32)$$

• Entre Celsius y Kelvin solo se suma o resta, porque sus grados miden lo mismo.
• Entre Celsius y Fahrenheit se multiplica por 9/5 o 5/9, porque sus grados tienen distinto tamaño.

5. Ejemplo modelo

• Dato: 77 °F. Buscamos °C y K.
• Paso 1: Usa

$$T_{C} = \frac{5}{9} (T_{F} - 32)$$

• Paso 2: Reemplaza:

$$T_{C} = \frac{5}{9} (77 - 32) = \frac{5}{9} \times 45 = 25$$

• Paso 3: Pasa a Kelvin:

$$T_{K} = 25 + 273.15 = 298.15$$

• Resultado: 77 °F = 25 °C = 298.15 K.

6. Resumen para el examen

• Una escala termométrica es una regla con números para medir la temperatura usando puntos fijos.
• Memoriza: Celsius 0 a 100, Fahrenheit 32 a 212, Kelvin 273.15 a 373.15.
• Kelvin empieza en 0 K, no lleva ° y no tiene negativos.
• Usa siempre

$$T_{K} = T_{C} + 273.15$$

y

$$T_{F} = \frac{9}{5} T_{C} + 32$$

.

• Mismo estado térmico, distinto número según la escala.