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Usos generales del termómetro
Un termómetro es un dispositivo que mide la temperatura o un gradiente de temperatura (el grado de calor o frío de un objeto).
Un termómetro tiene dos elementos importantes: 1) un sensor de temperatura (por ejemplo, el bulbo de un termómetro de mercurio en vidrio o el sensor pirométrico de un termómetro de infrarrojos) en el que se produce algún cambio con el cambio de temperatura; y 2) algún medio de convertir este cambio en un valor numérico (por ejemplo, la escala visible que se marca en un termómetro de mercurio en vidrio o la lectura digital en un modelo de infrarrojos).
Los termómetros se utilizan ampliamente en la tecnología y la industria para vigilar los procesos, en la meteorología, en la medicina y en la investigación científica.
Algunos de los principios del termómetro eran conocidos por los filósofos griegos de hace dos mil años. Al médico italiano Santorio Santorio (Sanctorio, 1561-1636) se le atribuye comúnmente la invención del primer termómetro, pero su estandarización se completó a lo largo de los siglos XVII y XVIII.
Historia del termómetro
Primeros desarrollos
Mientras que un termómetro individual es capaz de medir los grados de calor, las lecturas de dos termómetros no pueden ser comparadas a menos que se ajusten a una escala acordada. Hoy en día hay una escala de temperatura termodinámica absoluta.
Las escalas de temperatura acordadas internacionalmente están diseñadas para aproximarse mucho a esto, basadas en puntos fijos y termómetros interpoladores. La escala de temperatura oficial más reciente es la Escala Internacional de Temperatura de 1990. Se extiende desde 0,65 K (-272,5 °C; -458,5 °F) hasta aproximadamente 1.358 K (1.085 °C; 1.985 °F).
Varios autores han acreditado la invención del termómetro a Héron de Alejandría. Sin embargo, el termómetro no fue un simple invento, sino un desarrollo. Héron de Alejandría (10-70 d.C.) conocía el principio de que ciertas sustancias, en particular el aire, se expanden y contraen y describió una demostración en la que un tubo cerrado parcialmente lleno de aire tenía su extremo en un recipiente de agua. La expansión y contracción del aire provocó que la posición de la interfaz agua/aire se desplazara a lo largo del tubo.
Termoscopio
Este mecanismo se utilizó más tarde para mostrar el calor y el frío del aire con un tubo en el que el nivel de agua se controla por la expansión y la contracción del gas. Estos dispositivos fueron desarrollados por varios científicos europeos en los siglos XVI y XVII, en particular Galileo Galilei y Santorio Santorio.
Como resultado, se demostró que los dispositivos producían este efecto de manera fiable, y se adoptó el término termoscopio porque reflejaba los cambios en el calor sensible (el concepto moderno de temperatura aún no había surgido). La diferencia entre un termoscopio y un termómetro es que este último tiene una escala. Aunque a menudo se dice que Galileo fue el inventor del termómetro, no existe ningún documento que indique que realmente produjo algún instrumento de este tipo.
Primer diagrama de un termoscopio
El primer diagrama claro de un termoscopio fue publicado en 1617 por Giuseppe Biancani (1566 – 1624): el primero que mostró una escala y por lo tanto constituyó un termómetro fue Santorio Santorio en 1625. Era un tubo vertical, cerrado por un bulbo de aire en la parte superior, con el extremo inferior abierto a un recipiente de agua. El nivel de agua en el tubo está controlado por la expansión y contracción del aire, por lo que es lo que ahora llamaríamos un termómetro de aire.
La palabra termómetro (en su forma francesa) apareció por primera vez en 1624 en La Récréation Mathématique de J. Leurechon, que describe uno con una escala de 8 grados. La palabra proviene de las palabras griegas θερμός, thermos, que significa «caliente» y μέτρον, metron, que significa «medida».
Los instrumentos mencionados tenían la desventaja de que también eran barómetros, es decir, sensibles a la presión del aire. En 1629, Joseph Solomon Delmedigo, un estudiante de Galileo y Santorio en Padua, publicó lo que aparentemente es la primera descripción e ilustración de un termómetro de líquido en vidrio sellado. Se describe como tener un bulbo en el fondo de un tubo sellado parcialmente lleno de brandy.
El tubo tiene una escala numerada. Delmedigo no afirma haber inventado este instrumento, ni nombra a nadie más como su inventor. Hacia 1654 Ferdinando II de’ Medici, Gran Duque de Toscana (1610-1670), produjo en realidad tal instrumento, el primer termómetro de estilo moderno, dependiente de la expansión de un líquido, e independiente de la presión del aire. Muchos otros científicos experimentaron con varios líquidos y diseños de termómetro.
Estandarización
A pesar del avance en la medición de la temperatura, cada inventor y cada termómetro era único, no había una escala estándar. En 1665 Christiaan Huygens (1629-1695) sugirió utilizar los puntos de fusión y de ebullición del agua como estándares, y en 1694 Carlo Renaldini (1615-1698) propuso utilizarlos como puntos fijos a escala universal. En 1701, Isaac Newton (1642-1726/27) propuso una escala de 12 grados entre el punto de fusión del hielo y la temperatura corporal.
La era de la termometría de precisión
En 1714 el científico e inventor holandés Daniel Gabriel Fahrenheit inventó el primer termómetro fiable, utilizando mercurio en lugar de mezclas de alcohol y agua. En 1724 propuso una escala de temperatura que ahora (ligeramente ajustada) lleva su nombre. Pudo hacerlo porque fabricó termómetros, utilizando por primera vez el mercurio (que tiene un alto coeficiente de expansión) y la calidad de su producción pudo proporcionar una escala más fina y una mayor reproducibilidad, lo que llevó a su adopción general.
En 1742, Anders Celsius (1701-1744) propuso una escala con cero en el punto de ebullición y 100 grados en el punto de congelación del agua, aunque la escala que ahora lleva su nombre los tiene al revés. El entomólogo francés René Antoine Ferchault de Réaumur inventó un termómetro de alcohol y una escala de temperatura en 1730 que finalmente resultó ser menos fiable que el termómetro de mercurio de Fahrenheit.
El primer médico que puso en práctica las mediciones con termómetro fue Herman Boerhaave (1668-1738). En 1866, Sir Thomas Clifford Allbutt (1836-1925) inventó un termómetro clínico que producía una lectura de la temperatura corporal en cinco minutos en lugar de veinte. En 1999, el Dr. Francesco Pompei de la Exergen Corporation introdujo el primer termómetro de la arteria temporal del mundo, un sensor de temperatura no invasivo que escanea la frente en unos dos segundos y proporciona una temperatura corporal médicamente exacta.
Escala de Fahrenheit: Daniel Gabriel Fahrenheit
Lo que puede considerarse el primer termómetro moderno, el termómetro de mercurio con escala estandarizada, fue inventado por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1714.
Daniel Gabriel Fahrenheit fue el físico alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709, y el termómetro de mercurio en 1714. En 1724, introdujo la escala de temperatura estándar que lleva su nombre -Escala de Fahrenheit- que se utilizó para registrar los cambios de temperatura de forma precisa.
La escala Fahrenheit dividió los puntos de congelación y de ebullición del agua en 180 grados. 32°F era el punto de congelación del agua y 212°F era el punto de ebullición del agua. 0°F se basaba en la temperatura de una mezcla igual de agua, hielo y sal. Fahrenheit basó su escala de temperatura en la temperatura del cuerpo humano. Originalmente, la temperatura del cuerpo humano era de 100° F en la escala de Fahrenheit, pero desde entonces se ha ajustado a 98,6° F.
Escala Centígrada: Anders Celsius
La escala de temperatura en grados centígrados también se conoce como escala «centígrada». Centígrado significa «compuesto o dividido en 100 grados». En 1742, la escala Celsius fue inventada por el astrónomo sueco Anders Celsius. La escala Celsius tiene 100 grados entre el punto de congelación (0°C) y el punto de ebullición (100°C) de agua pura a la presión del aire a nivel del mar. El término «Celsius» fue adoptado en 1948 por una conferencia internacional sobre pesos y medidas.
Escala Kelvin: Lord Kelvin
Lord Kelvin llevó todo el proceso un paso más allá con su invención de la Escala Kelvin en 1848. La Escala Kelvin mide los últimos extremos de calor y frío. Kelvin desarrolló la idea de la temperatura absoluta, lo que se llama la «Segunda Ley de la Termodinámica», y desarrolló la teoría dinámica del calor.
En el siglo XIX, los científicos investigaban cuál era la temperatura más baja posible. La escala Kelvin utiliza las mismas unidades que la escala Celsius, pero comienza en el Cero Absoluto, la temperatura a la que todo, incluyendo el aire, se congela. El cero absoluto es 0 K, que equivale a 273 grados centígrados.
Cuando se utilizaba un termómetro para medir la temperatura de un líquido o del aire, el termómetro se mantenía en el líquido o el aire mientras se tomaba una lectura de la temperatura. Obviamente, cuando tomas la temperatura del cuerpo humano no puedes hacer lo mismo.
El termómetro de mercurio fue adaptado para que pudiera ser sacado del cuerpo para leer la temperatura. El termómetro clínico o médico fue modificado con una curva pronunciada en su tubo que era más estrecho que el resto del tubo. Esta estrecha curva mantuvo la lectura de la temperatura en su lugar después de quitarle el termómetro al paciente, creando una ruptura en la columna de mercurio. Por eso se agita un termómetro médico de mercurio antes y después de usarlo, para reconectar el mercurio y hacer que el termómetro vuelva a la temperatura ambiente.
Más información The History of the Thermometer
Como citar este artículo:
APA: (2018-05-24). El termómetro. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/termometro-i/
ACS: . El termómetro. https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/termometro-i/. Fecha de consulta 2025-04-30.
IEEE: , "El termómetro," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/termometro-i/, fecha de consulta 2025-04-30.
Vancouver: . El termómetro. [Internet]. 2018-05-24 [citado 2025-04-30]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/termometro-i/.
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