Temperatura absoluta

En este artículo se explica qué es la temperatura absoluta y qué es una escala de temperatura absoluta. Así pues, encontrarás la definición de ambos términos, cuáles son las escalas de temperatura absoluta y de temperatura relativa y cómo hacer una conversión entre ellas.

¿Qué es la temperatura absoluta?

La temperatura absoluta es el valor de la temperatura medido respecto al cero absoluto de temperatura (0 K o -273,15 ºC). Es decir, la temperatura absoluta indica la temperatura de un cuerpo o sistema tomando el cero absoluto como el valor nulo de la escala termométrica.

Por lo tanto, una escala de temperatura absoluta es una escala termométrica que indica el valor medido mediante una temperatura absoluta. Es decir, el cero de una escala de temperatura absoluta corresponde con el cero absoluto de temperatura.

Generalmente, en termodinámica se usa la temperatura absoluta en las fórmulas. Solo se emplean temperaturas relativas cuando la fórmula requiere de una diferencia de temperaturas.

¿Cuáles son las escalas de temperatura absoluta?

Las principales escalas de temperatura absoluta son:

• Escala kelvin: escala termométrica absoluta cuya unidad es igual a un grado Celsius. Esta escala de temperatura es la más usada en ciencia.
• Escala Rankine: escala de temperatura absoluta cuya unidad equivale a un grado Fahrenheit, que es la unidad de temperatura del sistema inglés.

Una característica de las escalas de temperatura absoluta es que todos sus valores son positivos, ya que el cero de la escala es equivalente al cero absoluto de temperatura.

A continuación se explican ambas escalas de temperatura absoluta detalladamente.

Escala kelvin

El kelvin, históricamente llamado grado Kelvin, es la unidad de la temperatura en el Sistema Internacional de Unidades (SI).

Así pues, la escala kelvin es la escala de temperatura en la que el cero absoluto representa la ausencia de energía, cuyo valor es 0 kelvins (-273,15 ºC).

El símbolo que se utiliza para expresar una temperatura en kelvins es la letra mayúscula K, por ejemplo, 300 K.

En física el kelvin no se considera un grado y, por lo tanto, el nombre correcto de esta unidad de temperatura es kelvin, y no grado Kelvin. Además, a diferencia del grado Celsius (ºC) y el grado Fahrenheit (ºF), no se debe escribir con el símbolo de los grados, sino que simplemente se debe poner la letra K.

Cabe destacar que, aunque el kelvin es la unidad de la temperatura en el Sistema Internacional, no es la unidad más utilizada para expresar temperaturas. Sí que es verdad que tanto en física como en ingeniería los cálculos se hacen con kelvins, pero en la vida cotidiana las temperaturas se suelen medir en grados Celsius o grados Fahrenheit.

Finalmente, las fórmulas para pasar de kelvins a otra unidad de temperatura son las siguientes:

Conversión de unidades de temperatura	Fórmula
De Celsius a kelvin	K = ºC + 273,15
De kelvin a Celsius	ºC = K – 273,15
De kelvin a Fahrenheit	ºF = 1,8·(K – 273,15) + 32
De Fahrenheit a kelvin	K = (ºF – 32)/1,8 + 273,15
De kelvin a Rankine	ºR = 1,8·K
De Rankine a kelvin	K = ºR/1,8

Escala Rankine

La escala Rankine es un escala termométrica basada en los grados Fahrenheit, que es la unidad de temperatura del sistema anglosajón. De modo que la escala Rankine utiliza la escala Fahrenheit pero parte del cero absoluto, de manera que cero grados Rankine equivale al cero absoluto de temperatura.

El símbolo de los grados Rankine es ºR, aunque a veces también se usa ºRa.

Algunos ejemplos de temperaturas características expresadas en la escala Rankine son los siguientes:

• 0 ºR: el cero absoluto de temperatura, equivalente a 0 K.
• 491,67 ºR: punto de fusión del agua, es lo mismo que 0 ºC.
• 558,27 ºR: temperatura normal del cuerpo humano, que normalmente es 37 ºC.
• 671,64 ºR: punto de ebullición del agua, que es igual a 100 ºC

Las fórmulas para pasar de la escala Rankine a otra escala termométrica (y viceversa) son las siguientes:

Conversión de unidades de temperatura	Fórmula
De Rankine a Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
De Fahrenheit a Rankine	ºR = ºF + 459,67
De Rankine a kelvin	K = ºR/1,8
De kelvin a Rankine	ºR = 1,8·K
De Rankine a Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
De Celsius a Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)

Escalas de temperatura absoluta y de temperatura relativa

Acabamos de ver el significado de una escala de temperatura absoluta, sin embargo, una escala termométrica también puede ser relativa. En este apartado veremos en qué se diferencian estos dos tipos de escalas de temperatura.

La diferencia entre las escalas de temperatura absoluta y las escalas de temperatura relativa es el valor que toman de referencia. Las escalas de temperatura absoluta parten del cero absoluto de temperatura, en cambio, las escalas de temperatura relativa tienen una temperatura arbitraria como el cero de la escala.

Así pues, las escalas de temperatura relativa más utilizadas son:

• Escala Celsius: es la escala termométrica más usada en la vida cotidiana. Se basa en las temperaturas del punto de fusión y el punto de ebullición del agua, que son respectivamente 0 ºC y 100 ºC.
• Escala Fahernheit: escala termométrica utilizada en la mayoría de países de origen anglosajón. El cero de la escala Fahrenheit corresponde a -17,78 ºC, asimismo, 1,8 grados Fahrenheit equivalen a 1 grado Celsius.

Las fórmulas para hacer conversiones entre las diferentes escalas de temperatura son las siguientes:

Conversión de escalas de temperatura	Fórmula
De Celsius a Kelvin	K = ºC + 273,15
De Kelvin a Celsius	ºC = K – 273,15
De Celsius a Fahrenheit	ºF = ºC · 1,8 + 32
De Fahrenheit a Celsius	ºC = (ºF – 32)/1,8
De Kelvin a Fahrenheit	ºF = 1,8·(K – 273,15) + 32
De Fahrenheit a Kelvin	K = (ºF – 32)/1,8 + 273,15
De Celsius a Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
De Rankine a Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
De Fahrenheit a Rankine	ºR = ºF + 459,67
De Rankine a Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
De kelvin a Rankine	ºR = 1,8·K
De Rankine a kelvin	K = ºR/1,8
De Celsius a Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
De Rankine a Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8