Previsiones de temperatura y tiempo
Una de mis actividades favoritas es ver el pronóstico del tiempo en la televisión. Estoy, como muchas otras personas, obsesionado con lo que va a hacer el clima. ¿Va a nevar? ¿Lloverá? ¿Estará soleado? ¿Qué calor hará?
Aquí en los EE. UU., Todavía usamos la escala de grados Fahrenheit para los pronósticos meteorológicos. Pero, en muchos otros lugares del mundo, la temperatura meteorológica se mide utilizando la escala de grados Celsius.
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El mapa a la izquierda de la pantalla muestra varias temperaturas de la ciudad que van desde 77 a 98 grados Fahrenheit. En el mapa de la derecha, las temperaturas se muestran entre 25 y 37 grados Celsius. Es importante que pueda convertir entre estas dos unidades fácilmente. Aprenderemos cómo hacer esto un poco más en esta lección.
Medir la temperatura
La temperatura se puede definir simplemente como una medida del calor o frialdad de un objeto. Siempre se hace referencia a una escala de temperatura.
La temperatura se mide con un termómetro . Cuando usamos un termómetro, estamos observando el efecto de la temperatura en la sustancia que contiene. En los viejos tiempos, los termómetros estaban hechos de mercurio en vidrio. A medida que la temperatura subió, el mercurio se expandió y subió por un tubo estrecho. Pudimos ver cuál era la temperatura leyéndola en la escala de números del tubo.
El mercurio ya no se usa en termómetros porque es muy tóxico. Los termómetros modernos usan un líquido diferente en su lugar, pero el concepto sigue siendo el mismo. A medida que sube la temperatura, el líquido se expande y sube por el tubo. Por supuesto, lo contrario es cierto porque cuando la temperatura baja, el líquido se contrae y cae por el tubo.
Unidades de temperatura
Ya mencionamos dos unidades de temperatura de uso común al comienzo de la lección. En los EE. UU., Todavía utilizamos la antigua escala Fahrenheit . Usando esta escala, el punto de congelación normal del agua es 32 grados F y el punto de ebullición normal del agua es 212 grados F.
Pero, fuera de los EE. UU. Y en muchas aplicaciones científicas, es probable que utilice la escala Celsius . Esta vez, el punto de congelación normal del agua es de 0 grados C y el punto de ebullición normal del agua es de 100 grados C. ¡Una gran diferencia en el rango! Ahora, es posible que haya oído hablar del término «grados centígrados». Si es así, no se preocupe; eso no es algo nuevo. Eso es lo mismo que grados Celsius; simplemente cambiaron el nombre de Centígrados a Celsius.
La unidad de temperatura final que puede encontrar se llama Kelvin . Tenga en cuenta que no son grados Kelvin, simplemente Kelvin. Ciertamente no pronosticaríamos el clima usando Kelvin, pero es muy útil en muchas aplicaciones de física y química. Se utiliza principalmente porque la escala Kelvin no tiene números negativos. La temperatura más baja a la que puede caer cualquier sustancia es 0 K, o cero absoluto.
Conversión de temperatura
Ahora que hemos cumplido con las tres unidades diferentes de temperatura, aprendamos cómo convertir fácilmente entre ellas. Comencemos por aprender a convertir grados Celsius a grados Fahrenheit.
Convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit
Antes de sumergirnos en las matemáticas, es bueno tener una idea del tipo de número que está buscando. Recuerdo una pequeña rima que me enseñaron en la escuela cuando trataba de averiguar las conversiones entre Fahrenheit y Celsius:
- En grados Celsius, los 30 son calientes, los 20 son agradables, los 10 no lo son y el 0 es congelante.
Entonces, ahora que sabemos el tipo de número que esperamos, hagamos los cálculos.
La temperatura en Indianápolis será de 31 grados centígrados hoy. ¿Qué es esto en grados Fahrenheit?
Bien, basándonos en nuestra pequeña rima, sabemos que 31 grados Celsius es caliente. Entonces, esperamos que la temperatura en Fahrenheit esté bien en los 70 en la escala Fahrenheit. El factor de conversión que usamos para convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit es que la temperatura en Fahrenheit es igual a 1.8 multiplicado por la temperatura en Celsius más 32:
TF = 1.8TC + 32
Conectemos los números:
TF = 1.8 x 31 grados C + 32
TF = 87,8 (o 88) grados Fahrenheit
¡Sí, eso me parece bastante atractivo!
Convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius
Ahora podemos hacer un cálculo muy similar si queremos convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius.
La temperatura en el Polo Sur se midió a -40 grados F. ¿Qué es esto en grados C?
Sabemos intuitivamente que – ¡40 grados F es realmente muy, muy frío! El punto de congelación del agua es de +32 grados F, por lo que ya sabemos que la temperatura en grados Celsius estará muy por debajo de cero grados.
El factor de conversión que usamos para convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius es que la temperatura en Celsius es igual a la temperatura en Fahrenheit menos 32 dividida por 1.8.
TC = (TF – 32) /1,8
Nuevamente, conectemos los números:
TC = (- 40 F – 32) /1,8
TC = – 40 grados C
¡Sí, eso es extremadamente frío! No solo hemos convertido de Fahrenheit a Celsius, sino que también hemos descubierto dónde coinciden las dos escalas. La temperatura en grados Fahrenheit y grados Celsius es la misma a -40 grados. La conversión de temperatura final que veremos es la conversión de grados Celsius a Kelvin.
Convertir de grados Celsius a Kelvin
Un líquido orgánico hierve a 262 grados Celsius. ¿Cuál es el punto de ebullición en Kelvin?
El factor de conversión que usamos de grados Celsius a Kelvin es que la temperatura en Kelvin es igual a la temperatura en Celsius más 273.15.
TK = TC + 273.15
Entonces, poniendo los números, tenemos:
TK = 262 grados Celsius + 273.15
TK = 535 K
Por supuesto, si desea volver de Kelvin a Celsius, simplemente resta 273.15 del número Kelvin.
Ahora bien, no hay conversión directa de Fahrenheit a Kelvin. Si necesita hacer esa conversión, debe convertir de Fahrenheit a Celsius y luego de Celsius a Kelvin.
Resumen de la lección
Resumamos lo que hemos aprendido. La temperatura es una medida del calor o frialdad de un objeto. Medimos la temperatura con un termómetro . Un termómetro funciona porque observamos la expansión de un líquido a medida que aumenta la temperatura.
- En la escala Fahrenheit , el punto de congelación normal del agua es 32 grados F y el punto de ebullición normal del agua es 212 grados F.
- En la escala Celsius , el punto de congelación normal del agua es de 0 grados C y el punto de ebullición normal del agua es de 100 grados C.
Hemos aprendido cómo convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit usando el factor de conversión TF = 1.8TC + 32 .
Si queremos convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius, usamos el factor de conversión TC = (TF – 32) /1.8 .
Podemos demostrar matemáticamente que las escalas de temperatura Fahrenheit y Celsius coinciden en – 40 grados.
Finalmente, miramos la unidad de temperatura Kelvin . El Kelvin es útil en muchas aplicaciones científicas. Para convertir de grados Celsius a Kelvin, usamos el factor de conversión de TK = TC + 273.15 .
Los resultados del aprendizaje
Cuando haya memorizado todas las facetas de esta lección, asegúrese de estar satisfecho con su capacidad para:
- Recita la definición de temperatura
- Esquema del proceso de medición de temperatura
- Contraste de escalas de temperatura Fahrenheit, Celsius y Kelvin
- Convertir entre escalas de temperatura usando fórmulas dadas
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