Cómo funciona el termómetro

¿Cómo funciona el termómetro?
30May07

Se pone en la axila, se calienta y marca la temperatura. Fácil.
Pero ¿y si profundizamos un poco más?
Todos los átomos y moléculas de cualquier pedazo de materia están en movimiento, oscilando en todas las direcciones posibles y neutralizándose en el proceso. Así, ese cuerpo no se moverá en virtud de ese movimiento interno, pero toda esa energía llamadacinética —por el griego kinema que significa ‘movimiento’— se manifestará en forma de calor.
Cuando se añade energía térmica a un determinado cuerpo, sus partículas se moverán a una velocidad promedio más rápida, es decir, aumentará su energía cinética. Si por el contrario, sustraemos calor, la velocidad promedio disminuirá y su energía cinética será menor.
Cuando ponemos el termómetro en contacto connuestra piel, nuestros átomos colisionan con él, lo que hace que los átomos del vidrio choquen contra los átomos del mercurio alojado en su interior. Éstos se moverán ahora más rápido que antes y por ello necesitarán de más espacio, lo que provoca la expansión del mercurio dentro del tubo, en un proceso llamado dilatación.
Cuanta más energía térmica reciba, tanto más lejos llegará en sudilatación.
Aunque ahora surge una duda que a buen seguro habrá intrigado a los curiosos: cuando nos quitamos el termómetro y éste recupera la temperatura inicial ¿cómo es que queda fijada la última temperatura tomada?
Si se observa con atención se puede distinguir un diminuto estrechamiento en el tubo capilar por el que se mueve el mercurio. Cuando se está expandiendo, la presión que ejerce es suficientepara superar el estrechamiento y ascender por el tubo, pero al contraerse lo hará en el receptáculo, porque el tirón hacia abajo no es lo suficientemente fuerte y la columna de mercurio acabará por romerse en el estrechamiento. Esto es así porque las fuerzas de atracción que actúan entre los átomos del mercurio son demasiado débiles para resistir la contracción.
Si estas fuerzas de cohesión fuesenmás fuertes, el mercurio sería sólido y no líquido, y no se dilataría con tanta rapidez. Razonamiento que nos sirve para explicar la elección del mercurio frente a otros materiales.
Si queremos volver a utilizarlo no queda más opción que agitarlo para que la fuerza centrífuga nos ayude a devolverlo a su posición inicial.
 

Los termómetros son instrumentos muy habituales en nuestra vida diaria.¿Quién no tiene un termómetro en su casa y quién no lo ha utilizado alguna vez?
Termómetro hay de muchos tipos, pero quizás lo más habituales sean o hayan sido los que contienen un líquido en su interior que se dilata o contrae con los cambios de temperatura. este líquido puede ser mercurio, alcohol coloreado, etc.
| TermómetrosLa imagen presenta tres termómetros. El del centro es un termómetroclínico de mercurio y los de los extremos dos termómetros, de pared y frigorífico, que contienen alcohol coloreado de azul y rojo, respectivamente. |
Este tipo de termómetros funciona gracias a una propiedad de los líquidos: se dilatan al aumentar la temperatura y se contraen cuando disminuye. En concreto, contienen un pequeño depósito con el líquido, conectado a un tubo muy fino por el que se puedeelevar la sustancia (normalmente un capilar). Cuando aumenta la temperatura, el líquido coloreado se dilata y sube por el interior del tubo.
Este es el efecto que podemos observar con nuestros sentidos. Sin embargo, para poder explicar porque ocurre esto, la ciencia recurre a un modelo que nos habla de partículas que no podemos ver, más allá de lo que pueden percibir nuestros sentidos: el modelocinético corpuscular de la materia.
Este modelo nos explica que un aumento de temperatura está relacionado con el aumento de la energía cinética media de las partículas que componen la materia. En resumen, cuando aumenta la temperatura las partículas que componen el líquido coloreado o el mercurio se mueven más deprisa y eso hace que la sustancia se dilate.
Podemos simular el comportamiento...