Termómetro
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El termómetro, funcionamiento, tipos de termómetros, de que está hecho, etc.

¿Qué es un Termómetro?

Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma cuantitativa. Una forma fácil de hacerlo es encontrando una sustancia que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura como el mercurio (Hg) dentro de un termómetro de vidrio: al calentarse, se expande y viceversa, al enfriarse se contrae, lo que se visualiza contra una escala graduada.

La variación de temperatura afecta al volumen del líquido, de manera que el mismo se desplaza por el depósito, que está graduado. Si aumenta la temperatura, el líquido se dilata; y si la temperatura disminuye, el líquido se contrae. La graduación del depósito que contiene el mercurio o el alcohol nos permite saber, en todo momento, la temperatura del medio en el que está situado el termómetro, el cual debe estar protegido de la acción directa de los rayos del sol.

La temperatura puede medirse en diferentes escalas: la escala Celsius (grados centígrados), pero en otros países también se utiliza la escala Fahrenheit.

La invención del termómetro se atribuye a Galileo , aunque el termómetro sellado no apareció hasta 1650. Los modernos termómetros de alcohol y mercurio fueron inventados por el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit, quién también propuso la primera escala de temperaturas ampliamente adoptada , que lleva su nombre . En la escala Fahrenheit, el punto de congelación de agua corresponde a 32°f y su punto de ebullición a presión normal es de 212°f .Desde entonces se han propuesto diferentes escalas de temperatura ; en la escala Celsius ,diseñada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en la mayoría de los países , el punto de congelación del agua es 0 grados y el punto de ebullición es de 100°.

Tipos de Termómetros

Termómetros de líquido

Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son, ciertamente, los más familiares: el de mercurio se emplea mucho para tomar la temperatura de las personas, y, para medir la de interiores, suelen emplearse los de alcohol coloreado en tubo de vidrio.

Los termómetros de mercurio pueden funcionar en la gama que va de -39 °C (punto de congelación del mercurio) a 357 °C (su punto de ebullición), con la ventaja de ser portátiles y permitir una lectura directa. No son, desde luego, muy precisos para fines científicos.

El termómetro de alcohol coloreado es también portátil, pero todavía menos preciso; sin embargo, presta servicios cuando más que nada importa su cómodo empleo. Tiene la ventaja de registrar temperaturas desde -112 °C (punto de congelación del etanol, el alcohol empleado en él) hasta 78 °C (su punto de ebullición), cubriendo por lo tanto toda la gama de temperaturas que hallamos normalmente en nuestro entorno.

Termómetros de gas

El termómetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicación extraordinario: desde -27 °C hasta 1477 °C. Pero es más complicado, por lo que se utiliza más bien como un instrumento normativo para la graduación de otros termómetros.

El termómetro de gas a volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio, hidrógeno o nitrógeno, según la gama de temperaturas deseada- y un manómetro medidor de la presión. Se pone la ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la columna de mercurio (manómetro) que está en conexión con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.

Termómetros de resistencia de platino

El termómetro de resistencia de platino depende de la variación de la resistencia a la temperatura de una espiral de alambre de platino. Es el termómetro más preciso dentro de la gama de -259 °C a 631 °C, y se puede emplear para medir temperaturas hasta de 1127 °C. Pero reacciona despacio a los cambios de temperatura, debido a su gran capacidad térmica y baja conductividad, por lo que se emplea sobre todo para medir temperaturas fijas.

Termómetro digital

Con excelente precisión repetibilidad, el termómetro digital tiene construcciones robustas y son inmunes a las vibraciones, a la humedad y a las interferencias . Se emplean display luminoso que permite la lectura inclusive en la oscuridad. Poseen una resolución de 1°C , es decir que cambian la indicación de grado en grado. Sin embargo , a pedido se pueden suministrar con una resolución de 0,1°C.

Termómetros especiales

Los termómetros también se pueden diseñar para registrar las t° máximas o mínimas alcanzadas. Por ejemplo, un termómetro clínico de mercurio es un instrumento de medida de máx. , en el que un dispositivo entre la ampolla y el capilar de vidrio permite que el mercurio se expanda al subir la t° pero impide que refluya a no ser que se agite con fuerza . Las t° máximas alcanzadas durante el funcionamiento de herramientas y máquinas también se pueden estimar mediante pinturas especiales que cambian de color cuando se alcanza una t° determinada.

Funcionamiento del termómetro

En física se utilizan varios tipos de termómetros, según el margen de temperaturas a estudiar o la precisión exigida. Como ya hemos señalado, todos se basan en una propiedad termométrica de alguna sustancia: que cambie continuamente con la temperatura (como la longitud de una columna de líquido o la presión de un volumen constante de gas). Hay varios tipos de dispositivos que se utilizan como termómetros . El requisito fundamental es que empleen una propiedad fácil de medir que cambie de forma marcada y predecible al variar la temperatura. Además, el cambio de esta propiedad termométrica debe ser lo más lineal posible con respecto a la variación de temperatura . En otras palabra, un cambio de dos grados en la temperatura debe provocar una variación en la propiedad termométrica dos veces mayor que un cambio de un grado, un cambio de tres grados una variación tres veces mayor , y así sucesivamente .Para medir temperaturas entre -50y 150°C se utiliza diferentes termistores fabricados con óxido de níquel manganeso o cobalto. Para temperaturas más altas se emplean termistores fabricados con otros metales o aliatores, por ejemplo, el platino se puede emplear hasta los 900°C aprox. Usando circuitos electrónicos adecuados , la lectura del galvanómetro se puede convertir directamente en una indicación digitales de la temperatura. Es posible efectuar mediciones de temperaturas muy precisas empleando termopares , en los que se generan una pequeña tensión al colocar a temperaturas distintas en la unión de un bucle formando por dos alambres de distintos metales. Para incrementar la tensión se puede conectar en serie varios termopares para formar una termo pila. Como la tensión depende de la diferencia de temperatura en ambas uniones una de ellas debe mantenerse a una temperatura conocida , en caso contrario hay que introducir en el dispositivo circuito electrónico de compensación para hallar la t° del censor.

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