Temperatura

Este texto fue sacado de la Clase N°19 de la Diplomatura en Enseñanza de las ciencias naturales, FLACSO, cuyo autor es Rodrigo Laje.

Tacto, termómetros y ambigüedades
Muchos conceptos utilizados en Física provienen directamente de nuestros sentidos. Los cimientos de nuestra descripción física del mundo están construidos básicamente sobre lo que nos dicta nuestra percepción sensorial. Lalongitud es uno de esos conceptos. Tan pocos secretos parece escondernos la longitud que hasta nos damos el lujo de medir el diámetro de la Tierra utilizando la sombra de un palo, como nos enseñó Eratóstenes hace 2200 años . Hay otros conceptos que están al alcance de la mano y hasta parecen intuitivos. A la hora de definirlos, sin embargo, comienzan a retorcerse como lagartijas en cuanto les ponemosuna mano encima. ¿Quién no creyó alguna vez tener el concepto de fuerza bien dominado? (Galilei y Newton), ¡dejen de jugar entre ustedes y presten atención!)
El concepto del tiempo, por ejemplo, objeto de poetas, filósofos y científicos, también surge de nuestra experiencia cotidiana, aunque no sensorial. En los sistemas sensoriales como la visión y la audición tenemos células especializadas quese activan cuando son excitadas. Los conos y bastones en nuestra retina se activan cuando detectan luz; las células ciliadas en nuestra cóclea se activan cuando una onda de sonido las agita. En cambio, no hay sensores especializados en la percepción del tiempo: no tenemos nada parecido a una "célula detectora de tiempo". Sin embargo, la sensación del paso del tiempo es tan notoria como el color deuna manzana o el timbre de la voz. Y llegamos a medirlo muy, muy precisamente.
Todos estos conceptos -los más intuitivos y los no tanto, los puramente sensoriales y los no tanto- sufrieron a lo largo de la historia (y aún hoy sufren) modificaciones, cambios y ajustes que los hacen más universales, más precisos, más exactos.
La temperatura es uno de esos conceptos que tiene una base claramentesensorial: nuestro sentido del tacto (o, mejor dicho, nuestro sentido somatosensorial) es la primera y más simple herramienta que tenemos para distinguir temperatura. Un bebé no necesita saber de Física para rechazar la leche si está demasiado fría. Del mismo modo todos podemos decidir, al tocar dos objetos similares, cuál está más caliente y cuál más frío. Este simple procedimiento, aunquesubjetivo e ineficaz y, a veces ambiguo, es la base de la termometría.
Caliente, frío, y… ambiguo
Dijimos que nuestra sensación de temperatura es ambigua. ¿En qué se nota? El trozo de carne que nos llevamos a la boca, recién salido de la olla de un guiso, no parece en absoluto tan caliente como su íntimo compañero de cocción, el trozo de papa, a pesar de haber compartido una larga hora en el aguahirviente de la olla (y por lo tanto están a la misma temperatura). Del mismo modo, el metal de la cuchara que se nos cayó dentro de la olla parece muchísimo más caliente que su mango de madera… y sin embargo nadie se asombra de que cuando olvidamos la misma cuchara durante un día dentro de la heladera ocurra exactamente al revés: sus partes de metal parecen mucho más frías que el mango de madera. ¿Enqué quedamos?
Simplifiquemos entonces. Estamos considerando ejemplos con sustancias y masas diferentes. Descartemos posibles efectos debidos a variables desconocidas. Consideremos una sola sustancia: por ejemplo, el agua. Así no interfiere el efecto de cualquier propiedad intensiva que dependa de la identidad de la sustancia que utilizaremos para el experimento. Y comparemos además entre masasiguales de agua; de este modo sacamos del medio a todas las propiedades extensivas. Ya que estamos, para evitar toda diferencia, utilicemos recipientes idénticos. Y que el observador sea siempre el mismo; diferentes personas podrían tener diferente sensibilidad frente a la temperatura.
Tomamos entonces tres recipientes idénticos; pueden ser tres vasos comunes de vidrio o plástico, no importa, o...