Medición de temperatura en el laboratorio: instrumentos y procesos

Qué mide la temperatura

Es temprano en la mañana. Suena la alarma y es hora de levantarse, ¡pero te sientes fatal! Le arden las mejillas y la frente y le duele el cuerpo. Parece que puede tener fiebre.

La fiebre ocurre cuando el cuerpo eleva su propia temperatura por encima de los 98.6 grados Fahrenheit para tratar de eliminar los gérmenes que lo enferman. ¡Así que la mejor manera de determinar si tiene fiebre es tomar su temperatura!

Si alguna vez le han tomado la temperatura, es probable que haya tenido que ponerse un termómetro debajo de la lengua y esperar al menos un minuto antes de poder obtener una lectura precisa. ¿Por qué crees que tienes que esperar?

Antes de responder a esa pregunta, asegurémonos de comprender bien de qué temperatura es realmente una medida.

Todo está hecho de diminutas partículas. Estas partículas son energéticas y se mueven. Cuanto más se mueven estas partículas, más energía tienen. Cuanto menos se mueven estas partículas, menos energía tienen. Esta energía en movimiento se llama energía cinética . La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia, o científicamente hablando, un sistema.

Un termómetro es un dispositivo inteligente para medir la energía cinética promedio de un sistema. Los termómetros de vidrio contienen un líquido que se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría. Los termómetros digitales contienen un dispositivo llamado termorresistor . Un termorresistor es una pequeña pieza electrónica que conduce la electricidad cuando se calienta. Cuanta más electricidad conduzca, mayor será la lectura de temperatura.

Dos hechos más y seguiremos adelante. En primer lugar, no existe nada parecido a una partícula fría: estar frío solo significa que hay una ausencia de energía cinética. En segundo lugar, la energía cinética siempre se mueve de un objeto más cálido a uno más frío. Entonces, si sale con una camiseta y pantalones cortos en un clima helado, se enfría porque la energía cinética de su cuerpo se transfiere al aire fresco, ¡dejándolo con una ausencia de energía cinética! Si te apresuras a entrar y te sientas junto al fuego, la energía cinética del fuego se transferirá a ti, el objeto relativamente frío de la habitación. La transferencia de energía continúa hasta que se alcanza un equilibrio y ambos objetos tienen la misma energía cinética promedio.

Lo mismo sucede cuando usamos un termómetro. Cuando no está en uso, el termómetro está tomando la lectura de su entorno ambiental. Cuando lo coloca debajo de la lengua para ver si tiene fiebre, la energía de su cuerpo se transfiere al termómetro. Si está utilizando un termómetro de vidrio, el líquido del interior se expande a medida que se energiza. Si está utilizando un termómetro digital, el termorresistor está conduciendo electricidad. Una vez que se alcanza el equilibrio, se puede tomar una lectura de temperatura final.

Volviendo a nuestra pregunta inicial, tienes que esperar a ver tu temperatura porque tienes que mantener ese termómetro debajo de tu lengua hasta que se alcance el equilibrio y obtengas una lectura precisa. ¡¿103 grados Fahrenheit ?! Deberías volver a la cama.

Medición de temperatura en laboratorio

Ahora que ya no tienes fiebre y estás sano de nuevo, puedes regresar al laboratorio de ciencias. Tarea de hoy: medir la temperatura.

En las ciencias físicas, generalmente medimos la temperatura en términos de grados Celsius (C) o grados Kelvin (K). Entonces, en la clase de ciencias es típico medir las cosas en términos de grados Celsius o Kelvin.

El tamaño de un Kelvin es lo mismo que un grado Celsius; sin embargo, las escalas comienzan en diferentes lugares. Cero grados Celsius es igual al punto de congelación del agua. Sin embargo, el punto de congelación del agua en Kelvin es 273,15. Si necesita convertir entre Kelvin y Celsius, recuerde esta fórmula simple: la temperatura en Kelvin es igual a grados Celsius más 273,15.

K = ° C + 273,15

Fahrenheit (F) es una medida de temperatura utilizada en las ciencias de la ingeniería. En los Estados Unidos, usamos Fahrenheit todos los días para hablar sobre el clima o las temperaturas de horneado o para medir nuestra temperatura corporal.

La fórmula que convierte entre Fahrenheit y Celsius es bastante complicada: F = C (9/5) + 32

En el laboratorio, generalmente tiene la opción de medir la temperatura en K, C o F. Es mejor medir en Celsius o Kelvin porque muchos cálculos y ecuaciones requieren que las temperaturas estén en términos de C o K. Si se mantiene constante, no lo hace ‘ No tengo que pasar por esta molesta conversión.

Cuando tome la temperatura de una sustancia, tome las siguientes precauciones:

• Póngase el equipo de seguridad adecuado, incluidos gafas y guantes.
• Antes de hacer nada, verifique en qué unidades mide su termómetro. Si es un termómetro digital, elija C o K.
• ¡Asegúrese de que su termómetro esté limpio! Enjuáguelo con agua desionizada y séquelo antes de ponerlo en el sistema. Lo último que querría es una reacción química involuntaria de un termómetro contaminado.
• Si es posible, asegure su termómetro a un soporte de anillo con una abrazadera.
  
  • La pinza le ayuda a mantener el termómetro suspendido en el sistema; no deje que toque los lados o el fondo del recipiente. Esto no solo evita que usted tome la temperatura del contenedor (que puede ser diferente a la del sistema), sino que reduce las posibilidades de romper su equipo.
• Espere a tomar una lectura de temperatura hasta que la temperatura se haya estabilizado.

Resumen de la lección

La energía cinética es energía en movimiento. La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de las partículas en un sistema. Un termómetro es un dispositivo para medir la energía cinética promedio de un sistema.

Los termómetros de vidrio contienen un líquido que se expande a medida que se calienta y se contrae cuando se enfría. El nivel del líquido corresponde a la temperatura. Los termómetros digitales contienen un dispositivo llamado termorresistor , que es una pieza electrónica que conduce la electricidad cuando se calienta.

La energía se transfiere de objetos más calientes a más fríos. La transferencia de energía continúa hasta que se alcanza un equilibrio y ambos objetos tienen la misma energía cinética promedio. La temperatura se toma una vez que se alcanza el equilibrio.

En el laboratorio, recuerde usar el equipo de seguridad adecuado. Verifique las unidades de su termómetro. Es mejor medir la temperatura en grados Celsius o Kelvin. Limpia tu termómetro antes de usarlo. Mantenga el termómetro suspendido en el sistema.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

• Indique qué temperatura está midiendo realmente
• Explica cómo funcionan los termómetros.
• Describe cómo se mueve la energía cinética y qué tiene que ver con una temperatura determinante.
• Recuerde cómo convertir Kelvin a Celsius y Fahrenheit a Celsius
• Enumere algunas precauciones de seguridad que debe tomar al experimentar con la temperatura.