Termometría
La termometría es la encargada de la medición de la temperatura en sistemas o cuerpos. Para realizar dicha medición, se utiliza un instrumento llamado termómetro, que aprovecha el fenómeno de dilatación de los cuerpos con el calor, para poder medir la temperatura.
Un termómetro es un sistema aislado térmicamente, que utiliza, como ya se dijo, la propiedad termométrica de dilatación de los cuerpos con el calor, para medir la temperatura en su medio ambiente. Los termómetros pueden ser de varios tipos, dependiendo del principio físico que utilizan para medir la temperatura. Los más comunes son los termómetros de mercurio, de alcohol, digitales y de infrarrojos.
Se le llama propiedad termométrica a una propiedad cuya magnitud varía de la misma manera que la temperatura, es decir, que si ésta aumenta, la propiedad termométrica también aumentará. Algunas de estas propiedades incluyen la dilatación de líquidos y sólidos, la resistencia eléctrica de los metales y la presión de un gas a volumen constante.
Podemos definir sistema como un conjunto de materia limitado por una superficie real o imaginaria. A todo lo que se encuentra fuera del sistema pero que puede tener influencia sobre el mismo, se le llama medio ambiente.
También podemos definir el calor como energía que se transmite desde o hacia un sistema, debido a la diferencia de temperaturas entre el sistema y su medio ambiente. De la misma manera que definimos sistema aislado o cerrado como aquél en el cual no entra ni sale materia, podríamos decir que un sistema aislado térmicamente es aquél en el cual no sale ni entra calor.
Una propiedad característica de los sistemas aislados térmicamente, es que dentro de los mismos la temperatura es constante, si dejamos transcurrir un cierto tiempo sin cambios en el medio ambiente.
De esta manera, al colocar un termómetro (que es un sistema aislado térmicamente) en agua caliente por ejemplo, la temperatura dentro de dicho instrumento aumentará hasta cierto punto, y luego de transcurrido un cierto período, se estabilizará, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.
En el equilibrio térmico, la temperatura es constante e igual en todos los puntos del sistema. La sustancia líquida incluida dentro del termómetro (habitualmente se trata de mercurio) se dilata debido al aumento de la temperatura. Dicha dilatación es medible y directamente proporcional a la temperatura del medio ambiente (en este caso, el agua caliente).
También existen termómetros que en lugar de mercurio utilizan otros líquidos, por ejemplo alcohol coloreado, utilizados en el área de meteorología.
El largo de una varilla o hilo metálico también puede usarse como propiedad termométrica, aunque la variación de la longitud se da para un rango de temperatura no demasiado amplio, entre cero y cien grados Celsius. Sin embargo, este tipo de termómetros son menos precisos que los que utilizan líquidos, ya que los metales se dilatan de manera menos uniforme con el calor.
También se puede construir un termómetro aprovechando la dilatación de sólidos con el calor. Este tipo de instrumento es llamado termómetro metálico, y se construye soldando dos láminas de distintos metales, de igual longitud a cero grado Celsius, pero con distinto coeficiente de dilatación lineal, como latón y acero. Este tipo de termómetros son muy utilizados en la industria, ya que son robustos y pueden medir temperaturas muy altas.
Al aumentar o disminuir la temperatura, las láminas se dilatarán o contraerán, una en mayor medida que la otra, de esta manera se curvarán en un sentido o en el contrario. El grado de la curvatura cambia de posición una aguja que se mueve sobre una escala graduada, marcando la temperatura.
Otras propiedades termométricas incluyen la resistencia eléctrica de metales, que también pude usarse para medir temperaturas. En los termómetros de resistencia, se usa un hilo fino de platino, cuya resistencia eléctrica va variando con la temperatura. El rango que pueden medir estos termómetros es muy amplio, entre -200 grados Celsius hasta 1200 grados Celsius. Además, estos termómetros son muy precisos y se utilizan en aplicaciones científicas y de laboratorio.
Por último, los termómetros de infrarrojos utilizan el principio de que todos los objetos emiten radiación infrarroja en función de su temperatura. Estos termómetros son capaces de medir la temperatura sin necesidad de contacto físico con el objeto, lo que los hace muy útiles en ciertas aplicaciones, como la medición de la temperatura corporal en medicina o la detección de puntos calientes en sistemas eléctricos.