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TTEEMMPPEERRAATTUURRAA 
 
 
La temperatura es una magnitud física escalar que mide el grado de agitación molecular en el interior de un 
cuerpo. 
 
La temperatura depende de la energía cinética media (o promedio) 
de las moléculas de una sustancia; según la teoría cinética la energía 
puede corresponder a movimientos de rotación, vibración y traslación de 
las partículas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, sólo 
depende del movimiento de traslación de las moléculas. 
 
En teoría, las moléculas de una sustancia no presentarían actividad 
traslacional alguna a la temperatura denominada cero absoluto. 
 
TERMÓMETROS: 
Son los instrumentos destinados a medir las temperaturas de los cuerpos. Existen, por 
ejemplo: Termómetros líquidos (de alcohol, de mercurio, entre otros), de gas, de resistencia, 
bimetálicos, etc. 
 
Hay varios tipos de dispositivos que se utilizan como termómetros; pero todos en común 
se basan en alguna propiedad de la materia que cambia con la temperatura. Los termómetros 
más comunes se basan en la dilatación de un material con un incremento en la temperatura, la 
cual debe ser fácil de medir (como la longitud de una columna de mercurio) que cambie de 
forma marcada y predecible al variar la temperatura. Además, el cambio de esta propiedad 
termométrica debe ser lo más lineal posible con respecto a la variación de temperatura. En 
otras palabras, un cambio de dos grados en la temperatura debe provocar una variación en la 
propiedad termométrica dos veces mayor que un cambio de un grado, un cambio de tres 
grados una variación tres veces mayor, y así sucesivamente. 
 
 
 
 
Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en los países anglosajones, fue diseñada por 
el físico alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, quien en 1714 construyó el primer termómetro con mercurio. 
 
A la izquierda, Lord Kelvin o William Thomson (1824-1907), 
matemático y físico británico; en 1848 Kelvin estableció la 
escala absoluta de temperatura que sigue llevando su nombre. 
A la derecha, Anders Celsius (1701-1744), astrónomo sueco, 
fue el primero que propuso el termómetro centígrado, hoy 
Celsius, en honor a su creador. 
 
Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de 
temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. 
 
Para desarrollar éstas se eligen puntos de referencia, en algunas por ejemplo, los puntos fijos suelen ser la 
temperatura de congelación del agua y la temperatura de ebullición del mismo líquido, medidas ambas a la misma 
presión de 1 atmósfera; con estos dos puntos fijos se han establecido, entre otras, las escalas de temperatura 
relativa; mientras que las que usan el “cero absoluto” como referencia, son las escalas absolutas. 
 
 Así tenemos: 
 
1) Escalas Relativas: Celsius y Fahrenheit. 
2) Escalas Absolutas: Kelvin y Rankine. 
ESCALAS TERMOMÉTRICAS 
 
Temperatura y Dilatación 
 
 
 
 
 
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En el sistema internacional de unidades (SI) la unidad de temperatura, es el Kelvin que se representa sólo 
por K. 
 
Si °C, °F, K y R son las lecturas de una misma temperatura en las distintas escalas se cumplirá que: 
 
 
 
9
492 - R 
5
273 -K 
9
32 - F 
5
00
===
C 
 
 La escala Celsius y Kelvin han sido divididas de tal manera que coinciden las longitudes de sus segmentos 
entre un grado y otro, y lo mismo pasa entre la escala Fahrenheit y la Rankine. Pero las divisiones de estas 
últimas no coinciden con las de las dos primeras; de tal manera que las variaciones de temperatura en las 
diferentes escalas se relacionan por: 
 
 ∆ 1°C = ∆ 1,8 °F 
 ∆ 1°C = ∆ 1,8 °R 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
@ En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua —es decir, el punto en 
que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio— como referencia 
para la temperatura de 273,16 K. El punto triple se puede determinar con mayor precisión 
que el punto de congelación, por lo que supone un punto fijo más satisfactorio para la 
escala termodinámica. 
 
@ En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan 
sólo 0,00001 K mediante la desmagnetización de sustancias paramagnéticas. En las 
explosiones nucleares, en el otro extremo, se han alcanzado momentáneamente 
temperaturas evaluadas en más de 100 millones de Kelvin. 
 
9
R
5
K
9
F
5
C ∆
=
∆
=
∆
=
∆ 
 
 
 
 
 
125 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DDIILLAATTAACCIIÓÓNN 
 
 
 Al suministrar calor a un cuerpo, éste experimenta un cambio en su temperatura y por consiguiente un 
incremento en sus dimensiones y se dice que el cuerpo se ha dilatado. La dilatación de ciertos materiales es de 
suma importancia por ejemplo, en la construcción de edificios, por lo que ingenieros y arquitectos tienen en 
cuenta la dilatación de las estructuras metálicas. 
 
Teniendo en cuenta la cantidad de dimensiones que se dilatan apreciablemente la dilatación puede ser: 
Lineal, Superficial o Volumétrica. 
 
DILATACIÓN LINEAL: Es la variación de la longitud de un cuerpo cuando se incrementa la temperatura. 
T > To 
∆L = L - Lo : Dilatación lineal 
∆L = Lo α ∆T ó 
 
L = Lo (1 + α ∆T) 
Donde: 
 
LO = Longitud Inicial 
L = Longitud Final 
α = coeficiente de dilatación lineal (1/°C) 
 
DILATACIÓN SUPERFICIAL: Es la variación de la superficie o área de un cuerpo cuando se incrementa su 
temperatura. 
 
 T > To 
∆S = S - S0 : Dilatación Superficial 
 
∆S = S0 β∆T ó 
 
S = SO (1 + β ∆T) 
Donde: 
 
SO = Superficie Inicial 
S = Superficie Final 
β = 2 α (para placas homogéneas): coeficiente de dilatación superficial (1/°C) 
b0 
a0 
T0 
aF 
bF 
T 
DILATACIÓN ENFRIAMIENTO O CALENTAMIENTO 
 
CAMBIO DE ESTADO 
FÍSICO 
 
EFECTOS DEBIDO A LA VARIACIÓN 
DE TEMPERATURA 
 
 
 
 
 
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DILATACIÓN VOLUMÉTRICA: Es la variación del volumen de un cuerpo cuando se incrementa su temperatura. 
T > To 
∆V = V - V0 : Dilatación Volumétrica 
∆V = V0 γ ∆T ó 
 V = VO (1 + γ ∆T) 
 
Donde: 
 
V0 = Volumen Inicial 
V = Volumen Final 
γ = 3 α (para cuerpos homogéneos): coeficiente de dilatación volumétrica (1/°C) 
 
 
 
 
 
OBSERVACIONES: 
 
@ Un cambio en el volumen trae como consecuencia un cambio en la densidad 
del cuerpo, así: 
T1
DD O
∆+
=
γ
 
Donde: 
 
D0 = Densidad Inicial 
D = Densidad Final 
γ = coeficiente de dilatación volumétrica 
 
@ Los líquidos y gases sólo poseen dilatación volumétrica. 
 
@ Las aberturas y superficies o volúmenes huecos, se dilatan como si 
estuvieran llenos del mismo material preexistente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPORTAMIENTO ANÓMALO DEL H2O 
 
 
Como hemos observado en éste capítulo, al aumentar la temperatura, los cuerpos se dilatan; y, al disminuir 
la temperatura, los cuerpos se contraen. Sin embargo, existe una excepción a esta regla, este es el caso del 
H2O, que entre 0 ºC y 4 ºC se comporta de una manera peculiar; de tal manera que al aumentar la temperatura, 
en lugar de dilatarse, se contrae, y viceversa, al disminuir la temperatura, lejos de contraerse, se dilata. Este 
comportamiento trae como consecuencia que a 4 ºC el agua tenga su máxima densidad, la cual corresponde a 1 
g/cm3. Cabe mencionar que por encima de este rango de temperatura, el H2O se comporta como cualquier otro 
cuerpo. 
Vo 
V 
To T 
 
 
 
 
 
127 
 
 
°CA
210
280
-273
0
0
C
Ejemplos ilustrativos: 
 
1. Se ha construido una escala absoluta (A) donde el agua se solidifica a la temperatura de 210 ºA. ¿Cuál es la 
temperatura en ºC cuando en la escala A marca 280 ºA? 
 
a) 21 ºC b) 70 ºC c) 71 ºC d) 91 ºC e) 101 ºC 
 
 Solución: 
El termómetro celeste está graduado en escala Celsius, 
mientras que el rojo está graduado en la escala absoluta “A”. 
 
⇒ Tomando un nivel de referencia en la temperatura que 
se desea hallar por proporciones tenemos: 
 
)273(0
)273(
0210
0280
−−
−−
=
−
− T 
273
273
210
280 +
=
T 
 Donde:T = Temperatura buscada 
 
⇒ 4x273 = 3x(T + 273) 
 273x(4 – 3) = 3T 
 273 /3 = T → T = 91°C 
 
 Rpta. d 
 
2. ¿A qué temperatura tienen lecturas idénticas un termómetro Kelvin y un termómetro Fahrenheit? 
 
 a) -40 °C b) 40 °C c) 574,25 °C d) 283,15 °C e) 530 °C 
 
 Solución: 
 Hacemos uso de la expresión matemática: 
 
5
273
9
320 −
=
− KF 
⇒ Como buscamos la lectura en la que ambas escalas indican lo mismo, hacemos que °F = K = X por tanto 
de la expresión matemática tenemos que: 
 
5
273
9
32 −
=
− XX → 
X
XX
XX
XX
42297
591602457
245791605
)273(9)32(5
=
−=−
−=−
−=−
 
 X = 574,25 Rpta. d 
 
3. Una varilla debe expandirse hasta llagar al piso sin ejercer presión. Si la temperatura inicial es 20ºC. 
Determinar la temperatura final de la varilla para dicho objetivo. α = 10-5 º C -1 
 
a) 30 ºC 
b) 40 ºC 
c) 50 ºC 
d) 60 ºC 
e) 70 ºC 
 
 
 
 
 
128 
 
 
1L
2L
0
φ
θ
L
Δ T ( º C )
( 2 )
( 1 )
Solución: 
Como se observa en la figura la dilatación lineal que debe experimentar la varilla es de 0,4mm, además su 
longitud inicial es 2m; por aplicando la fórmula de dilatación lineal se tiene: 
 
 ΔL = Lo α ΔT 
 4.10-4m = 2m. 10-5°C-1.( Tf – 20°C) 
 20°C = Tf – 20°C → Tf = 40°C 
Rpta. b 
4. La gráfica muestra la longitud de dos varillas en función de la variación de la temperatura. Si sus 
longitudes iniciales están en la relación 3 es a 2, y sus coeficientes de dilatación son: 
6 1
1, 2 x10 º C1
− −
α = y 
6 1
1, 8x10 º C2
− −
α = , hallar la relación: "sen / sen "θ φ : 
 
a) 2 / 2 
b) ½ 
c) ¼ 
d) 1 
e) 2 
 
 Como se observa en los gráficos tiene un comportamiento lineal en la que obedece la ecuación de la recta. 
 ⇒ Lf = Lo + α Lo ∆T (1) 
 
 De donde: 
 Tg θ = Lo α ................. (2) 
 
Lo = Longitud inicial 
 “L1” representa la longitud inicial de la varilla “1” 
 “L2” representa la longitud inicial de la varilla “2” 
 
 ⇒ Para cada una de las varillas utilizando (2) 
 
 Tg θ = L1 α1 ⇒ Tg θ = L1 (1,2x10-6°C-1) (3) 
 Tg ϕ = L2 α2 ⇒ Tg ϕ = L2 (1,8x10-6°C-1) (4) 
 
 Dividiendo (3) ÷ (4) 
 
)°C(1,8x10 L
)°C(1,2x10 L
 Tg
 Tg
1-6-
2
-1-6
1=
φ
θ y como 
2
3
 2
1 =
L
L
 
→ 
)°C(1,8x10
)°C(1,2x10 
)
2
3(
 Tg
 Tg
1-6-
-1-6
=
φ
θ 
1
 Tg
 Tg
=
φ
θ Por lo tanto θ = ϕ 
→ 1
 Sen
Sen 
=
φ
θ 
 
 
 Rpta. d