Escalas de temperatura

En Chile el pronóstico del tiempo da la temperatura en grados Celsius, pero una amiga de Estados Unidos te la da en grados Fahrenheit. ¿Qué es una escala de temperatura? Nombra las tres escalas que conoces y escribe el símbolo de la unidad de cada una.

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

Un día de primavera en Santiago el termómetro marca $25\ ^\circ\text{C}$. Expresa 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? Expresa ambos valores también en kelvin.

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

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

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

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

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

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

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

1. a) Pasa esa temperatura a grados Celsius.
2. b) Exprésala después en kelvin.

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

1. a) Comprueba, 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) Calcula a cuántos grados Fahrenheit hierve el agua, es decir, a cuánto equivalen $100\ ^\circ\text{C}$.

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

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

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

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) Razona, a partir de esos intervalos, por qué un grado Fahrenheit es más pequeño que un grado Celsius.

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

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

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

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

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

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

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

Ordena 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) $0\ ^\circ\text{C}$

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

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

Matías 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) Expresa ambas temperaturas en kelvin.
2. b) Calcula cuánto ha aumentado la temperatura en kelvin y evalúa si es razonable decir «el doble».
3. c) Explica por qué comparar así las temperaturas solo tendría sentido, como mucho, en una escala cuyo cero sea el cero absoluto.

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) Expresa ambas temperaturas en kelvin.
2. b) Calcula la variación de temperatura entre el día y la noche, en kelvin y en grados Celsius.
3. c) Explica por qué esa variación coincide en las dos escalas.

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

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