Ejercicios: Escalas de temperatura

En España 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? Nombra las tres escalas que conoces y escribe el símbolo de la unidad de cada una.

Un día de primavera en Sevilla 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 casa de Nora está a unos $255\ \text{K}$. ¿A cuántos grados Celsius corresponde esa temperatura?

La temperatura del aula es de $20\ ^\circ\text{C}$. Calcula 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 $37\ ^\circ\text{C}$. Exprésala 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 España? Pon un ejemplo de cada una.

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

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

De viaje en Miami, Lucía se encuentra mal y el termómetro de la farmacia marca $102,2\ ^\circ\text{F}$. Pasa el valor a grados Celsius y di 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 $30\ ^\circ\text{C}$? Pasa ambos valores a la misma escala antes de comparar.

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

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

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.

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

En una ola de calor en Córdoba 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 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 $100\ ^\circ\text{C}$.

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 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 gafas especiales?

Iker 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 valora 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.

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.

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.

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.

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.

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) ¿En cuánto ha subido 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.