Marco teórico

Con el objetivo de tener una mayor comprensión del concepto de temperatura, es necesario explicar un conjunto de definiciones y fenómenos físicos y químicos.

Es bien conocido que toda materia está formada por partículas en una constante agitación: en los elementos sólidos, aquellas vibraciones son pequeñas; sin embargo, si la energía de agitación incrementa considerablemente, los enlaces entre sus moléculas y sus átomos pueden romperse, provocando cambios de estado progresivos ante el aumento de la temperatura, como la fusión y la evaporación [3].

GIF1: Movimiento de las moléculas en los 3 estados de la materia [3].

Se define al calor como la cantidad de energía que un cuerpo pierde o gana durante un proceso debido a una diferencia de temperatura, y a la energía térmica como la suma de la energía de las moléculas de un cuerpo [4].

Las partículas ya mencionadas mantienen una dirección y velocidad variables, entonces, ¿cuál resulta ser la relación entre la energía cinética de las moléculas y la temperatura? Pues, la temperatura es una magnitud física directamente proporcional a la energía cinética promedio de las moléculas del cuerpo, a una mayor velocidad de sus moléculas, un cuerpo tendrá una mayor temperatura que uno con menor energía cinética de sus moléculas, por lo que puede definirse a la temperatura como la magnitud que expresa el nivel térmico de un cuerpo, aquella capacidad para ceder energía, y no depende del número de partículas, sino de la velocidad de estas. [5&6].

GIF2: Relación entre el movimiento de las moléculas de un cuerpo y su temperatura [3].

Una vez comprendida la definición, debe hablarse sobre la ley cero de la termodinámica, también conocida como la ley del equilibrio térmico, ésta establece que, si un par de sistemas se hallan en equilibrio térmico con un tercer sistema, están en equilibrio térmico uno con el otro (poseen la misma temperatura). De la misma manera, dos sistemas que se hallen a diferente temperatura dentro de un tercero, llegarán a una temperatura común conforme pase el tiempo debido a una transferencia de energía térmica [4].

GIF3: Representación de la ley cero de la termodinámica [3].

Como último punto, debe resaltarse la importancia de conceptos como el cero absoluto, aquel que fue calculado por Lord Kelvin, observando que la disminución de la temperatura de un gas, conllevaría la disminución de su volumen, al llegar a -273,15°C, el volumen sería cero, algo prácticamente imposible; teóricamente es la menor temperatura en el cosmos, y resultaría imposible llegar experimentalmente a ella [8].

En cuanto al punto triple del agua, éste se define como la condición de temperatura y presión donde el estado sólido, líquido y gaseoso coexistirían, a una temperatura de 0,01 °C a 611,73 Pa, y es útil para calibrar las escalas Celsius y Kelvin con una mayor precisión [8].