Termómetro para niños

El termómetro es un aparato que sirve para medir la temperatura. Desde que se inventó, ha cambiado mucho, especialmente con la aparición de los termómetros digitales.

Al principio, los termómetros funcionaban gracias a un fenómeno llamado dilatación. Esto significa que algunos materiales se hacen más grandes cuando se calientan. Por eso, se usaban materiales que se estiraban mucho al aumentar la temperatura, para que el cambio fuera fácil de ver. El mercurio era la sustancia más común en estos termómetros, dentro de un tubo de vidrio con una escala. También se usaban alcoholes de colores en termómetros más grandes.

El primer aparato parecido a un termómetro fue el termoscopio, creado por Galileo Galilei. Era un tubo de vidrio con una esfera cerrada en un extremo. El otro extremo se metía en una mezcla de alcohol y agua. Cuando el líquido se calentaba, subía por el tubo.

Entre 1611 y 1613, se le añadió una escala numérica al invento de Galileo. Se cree que esto lo hicieron Francesco Sagredo o Santorio Santorio, siendo este último el más reconocido por la creación del termómetro.

En España, la fabricación de termómetros de mercurio se prohibió en julio de 2007. Esto se hizo por razones de cuidado del medio ambiente, ya que el mercurio puede ser dañino.

En América Latina, los termómetros de mercurio todavía son usados por muchas personas. Sin embargo, en hospitales y centros de salud, lo más común es usar termómetros digitales.

Escalas de temperatura: ¿Cómo se mide el calor?

La escala de temperatura más usada en la mayoría de los países es la Celsius (°C). Lleva el nombre de Anders Celsius (1701-1744) y se llamó "centígrado" hasta 1948. En esta escala, el cero (0 °C) es el punto en que el agua se congela. Los cien (100 °C) grados es el punto en que el agua hierve, ambos a la presión normal del aire.

Otras escalas para medir la temperatura son:

• Fahrenheit (°F): Fue propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. Esta escala se usa principalmente en Estados Unidos.
  • Su relación con la escala Celsius es: °F = °C × 9/5 + 32 ; °C = (°F − 32) × 5/9
• Réaumur (°R): Esta escala ya casi no se usa. La creó René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757).
  • Su relación con la escala Celsius es: 0 °R = 0 °C; °R = °C × 4/5 ; °C = °R × 5/4
• Kelvin (T_K) o temperatura absoluta: Es la escala oficial del Sistema Internacional de Unidades. Un grado Kelvin (K) es igual a un grado Celsius (°C). Sin embargo, el cero en la escala Kelvin es el cero absoluto, que es -273,15 °C. Esta es la temperatura más baja posible en el universo.
  • Su relación con la escala Celsius es: T_K = T_°C + 273,15

Tipos de termómetros: ¿Cuáles existen?

Existen muchos tipos de termómetros, cada uno diseñado para una tarea específica.

Termómetros comunes

• Termómetro de mercurio: Es un tubo de vidrio sellado con mercurio dentro. El volumen del mercurio cambia de forma regular con la temperatura. Este cambio se ve en una escala graduada. Fue inventado por Gabriel Fahrenheit en 1714.
• Termómetro de lámina bimetálica: Está hecho con dos láminas de metales diferentes que se dilatan de forma distinta. Se enrollan juntas y se usan como sensor de temperatura, por ejemplo, en aparatos que miden temperatura y humedad.
• Termómetro de gas: Pueden funcionar a presión constante o a volumen constante. Son muy precisos y se usan para ajustar otros termómetros.
• Termómetro de resistencia: Contiene un alambre de metal, como el platino. La resistencia eléctrica de este alambre cambia cuando la temperatura varía.
• Termopar: Es un aparato que mide la temperatura usando la fuerza electromotriz que se produce al calentar la unión de dos metales diferentes.
• Termistor: Es un dispositivo cuya resistencia eléctrica cambia según la temperatura. Algunos termómetros digitales usan circuitos integrados que tienen un termistor.
• Termómetros digitales: Estos termómetros usan sensores que convierten las variaciones de temperatura en señales eléctricas. Luego, un circuito electrónico las transforma en números que se muestran en una pantalla. Una gran ventaja es que no usan mercurio, lo que los hace más seguros para el ambiente.

Un termómetro digital instalado en un restaurante para medir la temperatura corporal de los clientes, en México.

• Termómetros clínicos: Son los que se usan para medir la temperatura del cuerpo. Hay de mercurio y digitales. Los digitales son más fáciles de leer, responden rápido, pueden guardar la última lectura y algunos tienen alarma.

Pirómetros: Para temperaturas muy altas

Los Pirómetros son termómetros especiales para medir temperaturas muy elevadas. Se usan en lugares como fundiciones, fábricas de vidrio o en hornos para cocinar cerámica. Hay varios tipos:

• Pirómetro óptico: Se basan en cómo cambia el color de la luz que emite un objeto caliente según su temperatura. Comparan el color de la superficie a medir con el color de un filamento. Miden temperaturas desde 700 °C hasta 3.200 °C.
• Pirómetro de radiación total: Funcionan midiendo la energía que emite un objeto caliente. Cuanto más caliente, más energía emite.
• Pirómetro de infrarrojos: Captan la radiación infrarroja que emiten los objetos. Un sensor la convierte en una corriente eléctrica y un circuito calcula la temperatura. Pueden medir desde temperaturas bajo 0 °C hasta más de 2.000 °C.
• Pirómetro fotoeléctrico: Usan el efecto fotoeléctrico, donde la radiación térmica libera electrones de ciertos materiales, lo que permite medir la temperatura.

Termómetros especiales: Para usos específicos

Termómetro de máxima y mínima.

Algunos termómetros están diseñados para medir cosas muy específicas:

• El termómetro de globo: Mide la temperatura que sentimos por la radiación del ambiente. Tiene el sensor dentro de una esfera de metal pintada de negro. Esta esfera absorbe y emite calor, dando una medida que considera la radiación. Se usa para saber si las personas se sienten cómodas en un lugar.
• El termómetro de bulbo húmedo: Mide cómo la humedad del aire afecta la sensación de calor o frío. Junto con un termómetro normal, forma un psicrómetro, que sirve para medir la humedad relativa y otros datos del aire. Se llama "de bulbo húmedo" porque su sensor está cubierto por un paño mojado con agua.
• El termómetro de máximas y mínimas: Se usa en meteorología para saber la temperatura más alta y la más baja de un día. Es como dos termómetros en uno. También hay termómetros individuales para máximas o mínimas.

Termógrafo: Registrando la temperatura

Un termógrafo es un termómetro que está conectado a un aparato que puede registrar la temperatura de forma continua. Puede hacerlo en un gráfico o de forma digital, guardando los datos en el tiempo.

Calibración: Asegurando la precisión

Detalle del bulbo de mercurio de un termómetro de mercurio de cristal.

Para que un termómetro mida correctamente, debe ser calibrado. Esto significa compararlo con otros termómetros que ya están ajustados o con puntos de temperatura conocidos. Los puntos más comunes son la temperatura a la que el agua se congela y a la que hierve. Es importante recordar que el punto de ebullición del agua cambia con la presión del aire.

Antiguamente, para calibrar un termómetro de líquido en vidrio, se seguían tres pasos:

1. Se sumergía el sensor en una mezcla de hielo puro y agua. Se marcaba el punto cuando la temperatura se estabilizaba.
2. Se sumergía el sensor en vapor de agua hirviendo. Se marcaba el nuevo punto.
3. La distancia entre estas dos marcas se dividía en partes iguales, según la escala de temperatura que se fuera a usar.

Hoy en día, se usan puntos de referencia más precisos, como los de la Escala Internacional de Temperatura de 1990. Los fabricantes suelen usar baños especiales o bloques sólidos que mantienen una temperatura constante para calibrar los termómetros.

Precisión y exactitud: ¿Qué tan buena es la medida?

La precisión de un termómetro se refiere a qué tan pequeños son los cambios de temperatura que puede detectar. Por ejemplo, un termómetro clínico puede leer hasta 0,1 °C. Esto significa que puede notar cambios muy pequeños. Sin embargo, que sea preciso no significa que la lectura sea totalmente correcta o "exacta".

Un termómetro es exacto en los puntos donde fue calibrado. Pero entre esos puntos, puede haber pequeñas diferencias. Por ejemplo, la forma en que el mercurio se expande en un termómetro de vidrio es un poco diferente a cómo cambia la resistencia en un termómetro de platino. Por eso, pueden dar lecturas ligeramente distintas a ciertas temperaturas.

Para muchos trabajos, lo más importante es la reproducibilidad. Esto significa que el mismo termómetro dé la misma lectura para la misma temperatura, o que varios termómetros iguales den la misma lectura. Una medición reproducible es clave para que los experimentos científicos y los procesos industriales sean consistentes y confiables.

Los termómetros a través del tiempo: Un viaje histórico

La idea del termómetro no fue un invento de una sola persona, sino un desarrollo a lo largo del tiempo. Se cree que Herón de Alejandría (10-70 d.C.) ya conocía el principio de que el aire se expande y se contrae.

Aquí tienes una línea de tiempo con los avances más importantes:

• 1592: Galileo Galilei construye el termoscopio, que usa la contracción del aire para hacer subir agua por un tubo.
• 1612: Santorre Santorio le da un uso médico al termómetro.
• 1714: Daniel Gabriel Fahrenheit inventa el termómetro de mercurio.
• 1821: T.J. Seebeck inventa el termopar.
• 1864: Henri Becquerel propone un pirómetro óptico.
• 1870: Thomas Clifford Allbutt diseña el termómetro clínico.
• 1885: Calender-Van Dusen inventan el sensor de temperatura de resistencia de platino.
• 1892: Henri-Louis Le Châtelier construye el primer pirómetro óptico.

Galería de imágenes

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  Termómetro clínico de cristal.

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  Termómetro clínico digital.

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  Un termómetro de alcohol.

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  Un termómetro con una columna de alcohol separada, un problema común en termómetros de líquido.

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  Termómetro digital de exteriores.

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  Termómetro de gas a volumen constante.

• 

  Termómetro exterior que se adhiere a la ventana.

Véase también

En inglés: Thermometer Facts for Kids

• Termometría
• Termómetro de máximas y mínimas
• Higrómetro
• Termómetro de mercurio
• Termómetro de infrarrojos
• Registrador de datos
• RTD (termómetro de resistencia)
• Termómetro interior-exterior