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instrumento de medición de la temperatura De Wikipedia, la enciclopedia libre
El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros digitales.
Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. La sustancia que se utilizaba más frecuentemente en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada, pero también alcoholes coloreados en termómetros grandes.
El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; este podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, este subía por el tubo.
La incorporación, entre 1611 y 1613, de una escala numérica al instrumento de Galileo se atribuye tanto a Francesco Sagredo[1] como a Santorio Santorio,[2] aunque es aceptada la autoría de este último en la aparición del termómetro.
En España se prohibió la fabricación de termómetros de mercurio en julio de 2007, por su efecto contaminante. [cita requerida]
En América Latina, los termómetros de mercurio siguen siendo ampliamente utilizados por la población. No es así en hospitales y centros de salud donde por regla general se utilizan termómetros digitales.[cita requerida]
La escala más usada en la mayoría de los países del mundo es la Celsius (°C) en honor a Anders Celsius (1701-1744) que se llamó centígrado hasta 1948. En esta escala, el cero (0 °C) y los cien (100 °C) grados corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera.[3]
Otras escalas termométricas son:
Para medir ciertos parámetros se emplean termómetros modificados, tales como los siguientes:
El termógrafo es un termómetro acoplado a un dispositivo capaz de registrar, gráfica o digitalmente, la temperatura medida en forma continua o a intervalos de tiempo determinado.
Los termómetros pueden calibrarse comparándolos con otros termómetros calibrados o cotejándolos con puntos fijos conocidos en la escala de temperaturas. Los puntos fijos más conocidos son los puntos de fusión y ebullición del agua pura. (Hay que tener en cuenta que el punto de ebullición del agua varía con la presión, por lo que hay que controlarlo).
La forma tradicional de poner una escala en un termómetro de líquido en vidrio o líquido en metal era en tres etapas:
Otros puntos fijos utilizados en el pasado son la temperatura corporal (de un varón adulto sano) que fue utilizada originalmente por Fahrenheit como su punto fijo superior (96 grados Fahrenheit (35,6 °C) para ser un número divisible por 12) y la temperatura más baja dada por una mezcla de sal y hielo, que fue originalmente la definición de 0 grados Fahrenheit (−17,8 °C).[6] (Este es un ejemplo de una mezcla frigorífica.) Como la temperatura del cuerpo varía, la escala Fahrenheit se cambió posteriormente para utilizar un punto fijo superior de agua hirviendo a 212 F.[7]
En la actualidad se han sustituido por los puntos definitorios de la Escala Internacional de Temperatura de 1990, aunque en la práctica se utiliza más el punto de fusión del agua que su punto triple, siendo este último más difícil de manejar y, por tanto, restringido a la medición estándar crítica. En la actualidad, los fabricantes suelen utilizar un baño de termostato o un bloque sólido en el que la temperatura se mantiene constante en relación con un termómetro calibrado. Otros termómetros que deben calibrarse se introducen en el mismo baño o bloque y se les permite llegar al equilibrio, luego se marca la escala o se registra cualquier desviación de la escala del instrumento.[8] Para muchos dispositivos modernos la calibración consistirá en indicar algún valor que se utilizará en el procesamiento de una señal electrónica para convertirla en una temperatura.
La precisión o resolución de un termómetro es simplemente hasta qué fracción de grado es posible realizar una lectura. Para trabajos a alta temperatura, es posible que solo sea posible medir con una aproximación de 10 °C o más. Los termómetros clínicos y muchos termómetros electrónicos suelen tener una lectura de 0,1 °C. Instrumentos especiales pueden dar lecturas hasta una milésima de grado.[9] Sin embargo, esta precisión no significa que la lectura sea verdadera o precisa, sólo significa que se pueden observar cambios muy pequeños.
Un termómetro calibrado en un punto fijo conocido es exacto (es decir, da una lectura verdadera) en ese punto. La invención de la tecnología para medir la temperatura condujo a la creación de escalas de temperatura.[10] Entre los puntos de calibración fijos se utiliza la interpolación, normalmente lineal.[8] Esto puede dar lugar a diferencias significativas entre diferentes tipos de termómetros en puntos alejados de los puntos fijos. Por ejemplo, la expansión del mercurio en un termómetro de vidrio es ligeramente diferente del cambio en la resistencia de un termómetro de resistencia de platino, por lo que estos dos diferirán ligeramente a alrededor de 50 °C.[11] Puede haber otras causas debido a imperfecciones en el instrumento, p.e. en un termómetro de líquido en vidrio si el tubo capilar varía en diámetro.[11]
Para muchos propósitos, la reproducibilidad es importante. Es decir, ¿el mismo termómetro da la misma lectura para la misma temperatura (o los termómetros de repuesto o varios termómetros dan la misma lectura)? La medición de temperatura reproducible significa que las comparaciones son válidas en experimentos científicos y los procesos industriales son consistentes. Así, si el mismo tipo de termómetro se calibra de la misma manera, sus lecturas serán válidas incluso si son ligeramente inexactas en comparación con la escala absoluta.
Un ejemplo de termómetro de referencia utilizado para comprobar que otros cumplan con los estándares industriales sería un termómetro de resistencia de platino con una pantalla digital de 0,1 °C (su precisión) que ha sido calibrado en 5 puntos con respecto a los estándares nacionales (−18, 0, 40, 70, 100 °C) y que está certificado con una precisión de ±0,2 °C.[12]
Varios autores han atribuido la invención del termómetro a Herón de Alejandría. El termómetro no fue un solo invento, sino un desarrollo. Herón de Alejandría (10-70 d. C.) conocía el principio de que ciertas sustancias, especialmente el aire, se expanden y se contraen, y describió una demostración en la que un tubo cerrado parcialmente lleno de aire tenía su extremo en un recipiente con agua.[13] La expansión y la contracción del aire hacían que la posición de la interfaz agua/aire se moviera a lo largo del tubo.
La siguiente cronología muestra los avances en las tecnologías de medición de temperatura:
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