Termometría y Calorimetría

La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente. (Flores D. C., Termometría, 2014) 

Al colocar un cuerpo a la acción del sol, del fuego u otra fuente calórica, éste se calienta. Este calentamiento nos da idea del "estado térmico" del cuerpo, definiendo entonces que el estado térmico de un cuerpo es mayor o menor que otro si está más o menos caliente que éste. Además, podemos observar que cuando debemos enfriar un líquido muy caliente le agregamos un líquido más frío, obteniéndose un estado térmico menor que el del primer líquido pero mayor que el del segundo.

Este ejemplo nos permite determinar que:

·         Dos cuerpos o sustancias de distinto estado térmico puestos en contacto, tienden a igualar sus estados térmicos, alcanzándose así un equilibrio térmico. En este caso podemos afirmar que el cuerpo más caliente le cede calor al más frío.

·       Si colocamos dos cuerpos que tengan igual estado térmico, éstos no experimentan variaciones. En éste caso afirmamos que entre los dos cuerpos no hay intercambio de calor.

·   Los estados térmicos no son magnitudes, ya que, si mezclamos líquidos, por ejemplo, en distintos estados térmicos no se obtiene otro estado térmico que sea el producto de la suma de los estados térmicos iniciales. Por lo tanto, al no poder ser sumables o divisibles (propiedades imprescindibles de las magnitudes) no son magnitudes. La comparación de los estados térmicos de los cuerpos, lleva a la necesidad de establecer un ordenamiento numérico entre cada uno de ellos, es decir establecer una escala de temperaturas.

Escalas Termométricas 

Fundamentalmente se emplean 3 escalas:

• Escala Centígrada o Celsius: En esta escala se considera como punto fijo inferior el 0º centígrado (0º C) que equivale al nivel alcanzado por el mercurio cuando tiene el estado térmico del hielo en fusión. El punto fijo superior son los 100º centígrados (100º C), que equivale al nivel alcanzado por el mercurio cuando se encuentra en el mismo estado térmico que el de los vapores del agua en ebullición. La distancia que separan ambas marcas se las divide en 100 partes iguales, pudiéndose expresar entonces que un grado centígrado es la variación de temperatura equivalente a la centésima parte de la variación de volumen sufrida por una masa de mercurio que pasó de un estado térmico igual al del hielo en fusión y al del agua en ebullición.
• Escala Fahrenheit: Se considera como punto fijo inferior el 0º F que equivale al nivel que alcanza el mercurio cuando llega al mismo estado térmico de una mezcla frigorífica de hielo y cloruro de amonio en partes iguales. El punto fijo superior es 212º F que es equivalente al nivel alcanzado por el mercurio cuando logra el estado térmico de los vapores del agua en ebullición. Además al colocar un termómetro Fahrenheit en hielo en estado de fusión, el termómetro marca 32ºF.
• Escala Kelvin: El punto fijo inferior es 273º K, que equivale a 0º C. Es conocida como temperatura absoluta

Hemos visto que dos cuerpos que se encontraban en distinto estado térmico, al juntarlos adquirían un equilibrio ya que el cuerpo más caliente le cedía calor al más frío y viceversa el cuerpo más frío absorbía el calor del más caliente, esto provocaba el aumento o disminución de la temperatura según correspondiese. También cabe observar que cuando golpeamos en forma continua un clavo o inflamos un neumático, tanto la cabeza del clavo como el pico del inflador se calientan, esto sucede porque el calor es una forma de energía.

La calorimetría 

Es la parte de la física que se encarga de estudiar la cantidad de calor que absorbe o cede un cuerpo. La cantidad de calor es una magnitud cuya unidad es la caloría (calor). (monografias.com, s.f.)

Caloría: "Es la cantidad de calor que absorbe un gramo de agua para aumentar en un grado centígrado su temperatura" La kilocaloría es un múltiplo de la caloría equivalente a 1000 calorías. Mediante la calorimetría se puede medir el calor en una reacción química o un cambio físico usando un instrumento llamado calorímetro. Pero también se puede emplear un modo indirecto calculando el calor que los organismos vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxígeno. (Flores D. C., Calorimetría, 2014)

Un muy buen ejemplo del uso de las Calorías es en los alimentos que consume el ser humano diariamente, gracias a esta medida se puede determinar la cantidad de energía que contiene cada alimento y de acuerdo a esto, en relación con la cantidad de energía específica necesaria se puede determinar la cantidad de comida que es recomendable ingerir en la dieta diaria. Cuatro son los elementos que pueden nutrir nuestro cuerpo de energía, pero de éstos, solo tres de ellos nos aportan nutrientes, son los carbohidratos, las proteínas y las grasas. El cuarto elemento sería el alcohol, pero éste no nos aporta ningún nutriente, sino energía en la forma de calorías propiamente dicha.