La conversión de unidades de temperatura se puede definir como: “El proceso de cambiar el valor de una unidad de temperatura a otra”
La temperatura es una magnitud escalar fundamental que indica qué tan caliente o frío está un cuerpo, objeto o el medio ambiente en general.
En términos de la física, es la medida de la energía térmica de una sustancia. El instrumento que se utiliza para medirla es el termómetro.
Ahora bien, para expresar la temperatura, se utilizan diferentes unidades de medición, Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Rankine y Réaumur.
Su utilización, por lo general, depende de la región del mundo o del contexto científico en el que se realice la medición.
Importancia de la Conversión de Unidades de Temperatura
La conversión de unidades de temperatura permite hablar el mismo idioma, sin importar en qué parte del mundo se esté o qué tipo de experimento se realicen.
De allí, que es muy útil cuando se requiere comparar temperaturas en diferentes escalas o cuando se trabaja en problemas que involucran cambios de temperatura.
Va más allá de las matemáticas, es una habilidad esencial para cualquier persona que se involucre en la ciencia, la tecnología o la ingeniería, ya que permite:
- Comunicación Global: que permite comunicar efectivamente estudios o mediciones de diferentes países y culturas.
- Colaboración Científica: asegura que los científicos de todo el mundo estén en la misma página y puedan interpretar los datos correctamente.
- Diversidad de Escalas: que se utilizan en diferentes industrias y disciplinas, por lo que la conversión ayuda a trabajar en varios campos.
- Solución de Problemas: En ocasiones es necesario convertir unidades para llegar a respuestas precisas y significativas.
Unidades de Temperatura y sus Comparaciones
Antes de conocer las diferentes fórmulas de conversión de temperatura, es necesario definir las diferentes unidades de temperatura conocidas.
Existen varias unidades de temperatura, algunas de las más comunes son Celsius (°C), Fahrenheit (°F), Kelvin (K), Rankine (°R) y Réaumur (°Ré).
Cada una de estas escalas tiene sus propios puntos de referencia y divisiones específicas para medir la temperatura.
Celsius (°C):
Esta es una unidad común en muchos lugares del mundo.
Esta escala se basa en los puntos de cambio de fase del agua, lo que la hace práctica para muchas aplicaciones cotidianas.
El punto de congelación del agua que es 0° y el punto de ebullición que es 100°.
Fahrenheit (°F):
Debe su nombre al físico Daniel Gabriel Fahrenheit y es ampliamente usado en los Estados Unidos de Norte América.
Esta unidad tiene un rango más amplio que el Celsius, esta escala como una versión más “amplificada”, donde las diferencias entre temperaturas son más pronunciadas.
Para la unidad de Fahrenheit, se estable en 32°F el punto de congelación del agua, mientras que el punto de ebullición es 212°F.
Kelvin (K):
Es también conocida como “temperatura absoluta” y es mayormente utilizada en áreas como la ciencia y tecnología.
Esta unidad de temperatura tiene varías características:
- Es una escala absoluta que comienza desde el cero absoluto (0 K) que es equivalente a -273.15°C, la temperatura más baja posible.
- En esta escala, no hay valores negativos.
- El cero absoluto es como un punto donde las partículas están en su estado más quieto.
- El símbolo de grado ° no se usa para representar la temperatura, a diferencia de Celsius o Fahrenheit.
Rankine (°Ra):
Esta escala de temperatura termodinámica es ampliamente aplicada en los Estados Unidos.
Se establece como la medida de grados Fahrenheit a partir del cero absoluto, de modo que no existen valores negativos ni inferiores en ella.
Es similar a Kelvin, pero utilizada en sistemas estadounidenses, el cero absoluto en Rankine es 0 °Ra.
La correlación entre Rankine y Kelvin es directa: 1 K equivale a 1.8 °Ra.
Réaumur (°Ré):
Esta unidad es menos común, está en desuso. Generalmente se utilizaba en Europa.
En esta escala el punto de congelación del agua es 0 °Ré y el punto de ebullición es 80 °Ré.
Fórmulas de conversión de temperatura
Ahora, ¿cómo se convierte entre estas unidades?
¡Es más sencillo de lo que parece!, Para ello, se pueden usar fórmulas de conversión específicas para cada par de unidades, como:
Celsius a Fahrenheit:
Fahrenheit a Celsius:
Celsius a Kelvin:
Kelvin a Celsius:
Fahrenheit a Kelvin:
Kelvin a Fahrenheit:
Celsius a Rankine:
Rankine a Celsius:
Cuadro Resumen de fórmulas de conversión de temperatura más utilizadas
Ejemplos Resueltos
A continuación, se presentan algunos ejercicios para practicar la conversión de unidades de temperatura:
Ejemplo: Convertir 30°C:
(a) Fahrenheit
(b) Kelvin
(c) Rankine
Solución:
(a) Se convierten a Fahrenheit utilizando la Fórmula:
- Sustituir el valor de °C en la fórmula:
- Realizar la multiplicación: F = (54) + 32
- Sumar los resultados: F = 86.
- Por lo tanto, 30°C equivalen a 86 °F.
(b) Para convertir Celsius a Kelvin se utiliza la fórmula:
- Sustituir el valor de °C en la fórmula:
- Se suman los valores:
- Por lo tanto, 30°C equivalen a 303.15 K.
(c) Para convertir Celsius a Rankine se utiliza la fórmula:
- Sustituir el valor de °C en la fórmula:
- Se suman los valores y el resultado se multiplica por 1.8:
- Por lo tanto, 30°C equivalen a 545.67 °R.