Conversión de unidades de temperatura

¿Qué es la temperatura?

La temperatura está relacionada con la energía de movimiento de los átomos y moléculas de un sistema. En términos sencillos, una mayor agitación térmica suele corresponder a una temperatura más alta.

Es una de las siete magnitudes básicas del Sistema Internacional de Unidades y se representa como temperatura termodinámica con el símbolo Θ. No es directamente aditiva: al poner en contacto dos cuerpos no se suman sus temperaturas, sino que intercambian energía hasta aproximarse al equilibrio térmico.

La unidad del SI para la temperatura: el kelvin

El kelvin es la unidad básica del SI para la temperatura y su símbolo es K, sin signo de grado. La escala Kelvin parte del cero absoluto: 0 K.

Desde la revisión del SI de 2019, el kelvin se define a partir de un valor fijo de la constante de Boltzmann (k), no del punto triple del agua. Así, la unidad se basa en una constante universal y no en una sustancia de referencia.

Para más información sobre la unidad Celsius, consulta la página de información de Celsius.

¿Por qué la conversión de temperatura no es una simple multiplicación?

En magnitudes como longitud o masa basta un factor multiplicativo. Las escalas Celsius, Fahrenheit y Kelvin tienen orígenes distintos, por lo que la conversión entre ellas puede requerir multiplicar y también sumar o restar.

Para pasar de Celsius a Fahrenheit, por ejemplo, se multiplica por 9/5 y se suma 32: °F = (°C × 9/5) + 32. Esta es una relación afín: lineal, pero no pasa por el origen.

La escala Celsius

La escala Celsius se asocia al astrónomo sueco Anders Celsius. En condiciones de presión estándar, sitúa la congelación del agua en 0 °C y su ebullición en 100 °C, referencias prácticas para la vida cotidiana.

Celsius es la escala de uso habitual en la mayor parte del mundo y en mucha información científica y meteorológica. Estados Unidos mantiene principalmente Fahrenheit en el uso diario.

La escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue desarrollada por el físico Daniel Gabriel Fahrenheit. A presión estándar, el agua se congela a 32 °F y hierve a 212 °F, una separación de 180 grados.

Fahrenheit sigue utilizándose para temperaturas cotidianas sobre todo en Estados Unidos. En el trabajo científico internacional predominan Celsius y kelvin.

Rankine y Réaumur: escalas menos conocidas

Rankine es una escala absoluta que conserva el tamaño del grado Fahrenheit y toma el cero absoluto como 0 °R. El agua se congela a 491,67 °R; la escala aparece en determinados cálculos termodinámicos de ingeniería en Estados Unidos.

La escala Réaumur, creada en el siglo XVIII por René Réaumur, sitúa la congelación del agua en 0 °Ré y la ebullición en 80 °Ré. Hoy es poco habitual, pero puede aparecer en fuentes históricas y recetas tradicionales.

¿Qué significa el cero absoluto?

El cero absoluto (0 K, −273,15 °C y −459,67 °F) es el límite inferior de la escala termodinámica. En la descripción clásica corresponde a la menor energía cinética posible de las partículas.

La mecánica cuántica establece que permanece energía de punto cero; además, el tercer principio de la termodinámica impide alcanzar exactamente el cero absoluto mediante un número finito de procesos. En laboratorio se consiguen temperaturas extremadamente próximas.

¿Cómo se mide la temperatura?

La temperatura se mide con termómetros de líquido, digitales, termopares, termómetros de resistencia (RTD) e infrarrojos sin contacto. Cada tecnología tiene un intervalo, precisión y uso adecuados.

Los termopares son habituales en industria por su amplio rango de trabajo. Estiman la temperatura a partir de la tensión que aparece en la unión de dos metales distintos.