¿Qué es la escala de temperatura Kelvin?

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El calor y el frío se miden mediante una escala numérica llamada temperatura. Las escalas de temperatura son la forma en que nos comunicamos acerca del clima, medimos la seguridad y el confort y explicamos el mundo físico. Utilizando líneas de base elegidas por los científicos para crear mediciones relativas, las escalas de temperatura miden la intensidad del calor o la cantidad de energía térmica contenida en un material o sustancia (como el aire, una olla de agua o la superficie del sol). Existen tres sistemas de medición comúnmente utilizados: Fahrenheit, Celsius y Kelvin.

¿Qué es la temperatura?

La temperatura es una energía que se mide con un instrumento llamado termómetro, que proviene de las palabras griegas thermos (caliente) y metron (medida), según el diccionario etimológico online. Otra definición de la temperatura es que es una medida de la energía cinética media (la energía de una masa en movimiento) de las moléculas de una sustancia, según la Universidad Estatal de Georgia.

Al parecer, el antiguo médico griego Hipócrates enseñó que la mano humana podía utilizarse para juzgar la presencia de fiebre en una persona ya en el año 400 a.C., según un informe de 2019 publicado en la revista Nature Public Health Emergency Collection. Sin embargo, los instrumentos precisos para medir la temperatura del cuerpo humano no se desarrollaron hasta los siglos XVI y XVII.

Kelvin: una escala absoluta para los científicos

En 1848, el matemático y científico británico William Thomson (también conocido como Lord Kelvin) propuso una escala de temperatura absoluta, independiente de las propiedades de una sustancia como el hielo o el cuerpo humano. Sugirió que la gama de temperaturas posibles en el universo superaba con creces las propuestas por Celsius y Fahrenheit. El concepto de temperatura mínima absoluta no era nuevo, según el NIST, pero Kelvin le dio un número exacto: 0 kelvins es igual a -273.15 C.

La temperatura termodinámica es absoluta, no relativa a puntos fijos. Esta describe la cantidad de energía cinética que contienen las partículas que componen una mancha de materia, que se menean y agitan a niveles submicroscópicos, explicó Thomson. A medida que la temperatura desciende, las partículas se ralentizan hasta que en algún momento cesa todo movimiento. Se trata del cero absoluto, que es la referencia de la escala Kelvin.

EL cero absoluto

El cero absoluto se produce a -273.15 C o -459.67 F. Hasta hace poco los científicos pensaban que el ser humano no podía recrear esa temperatura puesto que, para conseguir ese frío, habría que añadir energía al sistema para enfriarlo, lo que significaría que el sistema estaría más caliente que el cero absoluto. Pero en 2013, unos físicos alemanes lograron llevar las partículas a temperaturas paradójicas por debajo del cero absoluto.

En la mente de Kelvin, el cero absoluto era el punto de partida para una escala de temperatura, pero por comodidad utilizó los marcadores e intervalos de la ampliamente conocida escala Celsius como base para la suya. Así, en la escala Kelvin, el agua se congela a 273.15 K (0°C) y hierve a 373.15 K, es decir, a 100°C. Un kelvin se designa como una unidad, en lugar de un grado, y equivale a un solo grado en la escala Celsius. La escala Kelvin es utilizada principalmente por los científicos.

En 2018 el kelvin fue redefinido para hacerlo más preciso, según un artículo de la revista Metrologia, y su definición está ahora vinculada a la constante de Boltzmann. Esta constante relaciona la temperatura con la energía cinética de la materia. La nueva definición, según la Conferencia General de Pesas y Medidas, es la siguiente: “El kelvin, símbolo K, es la unidad del SI de temperatura termodinámica; su magnitud se fija fijando el valor numérico de la constante de Boltzmann en exactamente 1,380649 × 10-23 J K-1 [julios por kelvin]”.

Fuentes

  • Enciclopedia Británica. (s.f.). Boltzmann constant. Physics.
  • Metrologia. (2019). The revision of the SI—the result of three decades of progress in metrology.
  • Oficina Internacional de Pesos y Medidas. (2006). El Sistema Internacional de Unidades (SI) Folleto. Comité Internacional de Pesas y Medidas.
  • SI Brochure. (2019). Mise en pratique for the definition of the kelvin in the SI. Consultative Committee for Thermometry

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Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

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