Ejercicios: Escalas de temperatura

En Argentina el parte meteorológico da la temperatura en grados Celsius, pero una amiga de Estados Unidos te la da en grados Fahrenheit. ¿Qué es una escala de temperatura? Nombrá las tres escalas que conocés y escribí el símbolo de la unidad de cada una.

Un día de primavera en Córdoba el termómetro marca $25\ ^\circ\text{C}$. Expresá esa temperatura en kelvin, recordando que $T_K = t_C + 273$.

¿A qué temperatura, en grados Celsius, se congela el agua? ¿Y a qué temperatura hierve a nivel del mar? Expresá ambos valores también en kelvin.

El freezer de la casa de Nora está a unos $255\ \text{K}$. ¿A cuántos grados Celsius corresponde esa temperatura?

La temperatura del aula es de $20\ ^\circ\text{C}$. Calculá cuánto es en grados Fahrenheit usando la expresión $T_F = 1,8 \cdot t_C + 32$.

La temperatura corporal normal de una persona sana es de unos $37\ ^\circ\text{C}$. Expresala en kelvin.

¿Cuál es la unidad de temperatura del Sistema Internacional, la que se usa en ciencia? ¿Y cuál utilizamos en la vida diaria en Argentina? Poné un ejemplo de cada una.

El cero de la escala Kelvin recibe el nombre de cero absoluto. ¿A cuántos grados Celsius corresponde? ¿Por qué creés que se llama así?

Un termómetro de cocina comprado en Estados Unidos marca $122\ ^\circ\text{F}$. Calculá la temperatura en grados Celsius despejando de la expresión $T_F = 1,8 \cdot t_C + 32$.

De viaje en Miami, Yasmin se siente mal y el termómetro de la farmacia marca $102,2\ ^\circ\text{F}$. Pasá el valor a grados Celsius y decí si tiene fiebre, sabiendo que se considera fiebre a partir de $38\ ^\circ\text{C}$.

¿Qué está más caliente: un vaso de agua a $300\ \text{K}$ o un vaso de agua a $30\ ^\circ\text{C}$? Pasá ambos valores a la misma escala antes de comparar.

En un pueblo de Canadá el termómetro marca $-10\ ^\circ\text{C}$. Expresá esa temperatura:

1. a) En kelvin.
2. b) En grados Fahrenheit.

Una receta estadounidense de galletitas indica hornear a $392\ ^\circ\text{F}$.

1. a) Pasá esa temperatura a grados Celsius.
2. b) Expresala después en kelvin.

Ordená de menor a mayor las siguientes temperaturas, expresándolas antes todas en grados Celsius:

1. a) $50\ ^\circ\text{F}$
2. b) $280\ \text{K}$
3. c) $0\ ^\circ\text{C}$

En una ola de calor en Córdoba se alcanzan $44\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Expresá esa temperatura en kelvin.
2. b) ¿Cuántos kelvin de diferencia hay con la temperatura corporal normal, de $37\ ^\circ\text{C}$?

La escala Fahrenheit fija $32\ ^\circ\text{F}$ en el punto de congelación del agua.

1. a) Comprobá, con la expresión $T_F = 1,8 \cdot t_C + 32$, que $0\ ^\circ\text{C}$ equivale efectivamente a $32\ ^\circ\text{F}$.
2. b) Calculá a cuántos grados Fahrenheit hierve el agua, es decir, a cuánto equivalen $100\ ^\circ\text{C}$.

Existe una temperatura en la que un termómetro Celsius y uno Fahrenheit marcan el mismo número. La figura muestra las dos escalas una junto a la otra:

1. a) Planteá la igualdad $t = 1,8 \cdot t + 32$ y resolvela.
2. b) ¿A qué temperatura ocurre esa coincidencia?
3. c) Comprobá el resultado aplicando la fórmula de conversión al valor obtenido.

El nitrógeno líquido, muy usado en laboratorios y en cocina creativa, hierve a $77\ \text{K}$.

1. a) Expresá esa temperatura en grados Celsius.
2. b) Pasala después a grados Fahrenheit.
3. c) ¿Por qué hay que manipular el nitrógeno líquido con guantes y anteojos especiales?

Joaquín comenta: «ayer estábamos a $15\ ^\circ\text{C}$ y hoy a $30\ ^\circ\text{C}$, así que hoy hace el doble de calor».

1. a) Expresá ambas temperaturas en kelvin.
2. b) Calculá cuánto aumentó la temperatura en kelvin y valorá si es razonable decir «el doble».
3. c) Explicá por qué comparar así las temperaturas solo tendría sentido, como mucho, en una escala cuyo cero sea el cero absoluto.

Queremos saber a cuánto equivale un aumento de temperatura de $10\ ^\circ\text{C}$ en las otras escalas.

1. a) Expresá $20\ ^\circ\text{C}$ y $30\ ^\circ\text{C}$ en kelvin y en grados Fahrenheit.
2. b) Calculá la diferencia entre ambos valores en cada una de las tres escalas.
3. c) Concluí qué dos escalas tienen grados del mismo tamaño y qué escala tiene los grados más pequeños.

La escala Celsius fijó su $0$ y su $100$ en dos puntos concretos del agua.

1. a) ¿Cuáles son esos dos puntos?
2. b) ¿Cuántos grados hay entre ambos puntos en la escala Celsius? ¿Y en la Kelvin? ¿Y en la Fahrenheit (entre $32\ ^\circ\text{F}$ y $212\ ^\circ\text{F}$)?
3. c) Razoná, a partir de esos intervalos, por qué un grado Fahrenheit es más pequeño que un grado Celsius.

En la superficie de la Luna la temperatura llega a $127\ ^\circ\text{C}$ durante el día y baja hasta $-173\ ^\circ\text{C}$ por la noche.

1. a) Expresá ambas temperaturas en kelvin.
2. b) Calculá la variación de temperatura entre el día y la noche, en kelvin y en grados Celsius.
3. c) Explicá por qué esa variación coincide en las dos escalas.

En Yakutsk (Siberia) se han llegado a medir $-50\ ^\circ\text{C}$. Fijate en la escala del termómetro de la figura:

1. a) Expresá esa temperatura en kelvin.
2. b) ¿Podría medirse algún día una temperatura de $-300\ ^\circ\text{C}$ en algún lugar del universo? Justificalo usando el concepto de cero absoluto.
3. c) ¿Puede haber temperaturas negativas en la escala Celsius? ¿Y en la escala Kelvin? Razoná ambas respuestas.

La temperatura corporal normal es de $37\ ^\circ\text{C}$ y con fiebre alta puede llegar a $40\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Expresá ambas temperaturas en kelvin y en grados Fahrenheit.
2. b) ¿Cuánto subió la temperatura en cada una de las tres escalas?
3. c) Explicá por qué el aumento vale lo mismo en grados Celsius y en kelvin, pero no en grados Fahrenheit.