¿Qué es una escala absoluta?

La temperatura es una medida de energía, con temperaturas más altas que indican un mayor movimiento de moléculas o energía cinética. Las escalas comunes incluyen las escalas Fahrenheit y Celsius, cada una con un número conocido de grados o incrementos entre los puntos de congelación y ebullición del agua. Una escala absoluta no utiliza el mismo punto de referencia, pero se basa en cero como un valor teórico donde las moléculas no tienen energía cinética. Algunos científicos creen que nunca se puede alcanzar el cero absoluto, porque como valor calculado no hay forma de medirlo.

El físico británico William Thomson, o Lord Kelvin, creó una escala absoluta en la década de 1840. En su escala Celsius, el agua se congela a una temperatura de 0 ° C y hierve a 100 ° C. Kelvin calculó que el límite absoluto de baja temperatura es de aproximadamente -273 ° C, llamando a esto el punto cero de su escala. Su escala usaba los mismos incrementos de temperatura que la escala Celsius, y fue nombrada la escala Kelvin después de él.

William Rankine propuso una escala absoluta en la década de 1850 basada en el sistema Fahrenheit en lugar del sistema Celsius. En esta escala, el agua se congela a una temperatura de 32 ° F y hierve a 212 ° F. Él basó su escala en el mismo punto cero teórico que Kelvin, que es aproximadamente -459 ° F, y esto se conoce como la escala de Rankine.

Una temperatura de escala absoluta define el movimiento de las moléculas, en lugar de una medición de la energía térmica. A medida que la energía en un gas aumenta o disminuye, la presión cambiará para los gases que se mantienen en un recipiente sellado. La determinación de la propiedad de los gases implica mediciones de temperaturas y presiones en comparación con los valores estándar conocidos, con cero absoluto como referencia. Estas propiedades pueden ser importantes para analizar mezclas de gases o propiedades de gases u otros materiales a temperaturas criogénicas o extremadamente bajas.

Otra propiedad de los materiales es su punto triple. Esta es una temperatura y presión donde el material puede existir en las tres fases; sólido, gas y líquido. Un ejemplo de punto triple es el agua, que tiene un punto triple a 273 ° K, que es el mismo que su punto de congelación normal de 32 ° F o 0 ° C. Esto explica cómo se puede formar escarcha en las noches frías, porque las moléculas de agua bajo ciertas condiciones pueden moverse directamente de un estado gaseoso a un sólido, o viceversa.

El proceso de pasar del sólido directamente al gas se llama sublimación. Los cubitos de hielo que desaparecen lentamente en un congelador están sublimando el agua directamente a un vapor de hielo sólido. Otro químico común que sublima es el hielo seco o el dióxido de carbono congelado, que cambia directamente de un sólido a un gas sin derretirse. Esta propiedad puede ser útil para procesos industriales de baja temperatura o refrigeración, donde los líquidos pueden crear problemas de manipulación.

Muchas sustancias tienen temperaturas de punto triple muy bajas, lo que hace que una escala absoluta sea importante para su medición. La separación de gases para fines industriales requiere temperaturas muy bajas, a menudo medidas en términos absolutos. Los gases como el helio tienen un punto triple muy cercano al cero absoluto, lo que lo hace útil como referencia para otros gases.