Los termómetros son instrumentos cuya función es medir la temperatura, lo cual hacen usando una escala graduada, mediante una sustancia que permita hacer las mediciones que se vallan sucediendo al ir cambiando la temperatura, ya sea subiendo (calor) o bajando (frío), para esto se toma como punto de partida un punto conocido, que por lo común es el punto de fusión y ebullición de la sustancia, o por medio de los efectos eléctricos, por la dilatación de metales, o de otras índoles como los sensores térmicos, etc. Con los que se pueden observar los cambios de temperatura y medirlos con una escala.
El más difundido y conocido es el termómetro de mercurio dentro de un tuvo delgado y graduado de vidrio, sin embargo existen otros tipos de termómetros diseñados para medir diversos rangos de temperatura y soportar otras condiciones. Es el caso de los termómetros usados en física, ya que varían según el margen de temperatura que se pretende estudiar.
Tipos de termómetros
Los termómetros se pueden clasificar de varias maneras, por su forma o por el tipo de medición que deben de realizar, (por ejemplo no se pueden realizar las mismas mediciones con un termómetro “clásico” de vidrio y mercurio, cuando se miden temperaturas superiores a los cien grados centígrados, es decir, se clasifican en cuanto a la función que prestan al hacer las mediciones. También pueden clasificarse por el tipo de sustancia interna, la cual puede ser un líquido, un gas o un sólido como un metal, clasificándose entonces por aquello de que estén compuestos internamente.
Se pueden dividir por el tipo de escala que utilizan para medir la temperatura, en este sentido se usan tres tipos de escalas para la medición de la temperatura, la escala centígrada (cuyo punto cero equivale a la temperatura en la que el agua se congela y los cien grados a la temperatura en la que hierbe a nivel del mar), la escala Fahrenheit (cuyo grado cero corresponde a los 32 grados centígrados y los 212 grados Fahrenheit son equivalentes a cien grados centígrados), y la escala kelvin que es la más usada en física, (cuyo grado cero o cero absoluto corresponde a la temperatura en que las moléculas de cualquier material dejan de moverse, es decir -273,15ºC. Clasificándose entonces por el tipo de escala en la que estén graduados los termómetros.
Otra forma de clasificar los termómetros es por medio de su funcionamiento
Termómetros de base líquida.- Son termómetros que para realizar la medición de la temperatura tienen en su interior un líquido, (generalmente mercurio o alcohol), el cual se eleva conforme va aumentando la temperatura y decrece al ir bajando, y es mediante el nivel de este líquido que se toman las mediciones en una escala que previamente fue graduada. El ejemplo clásico de este tipo de termómetro es el termómetro de vidrio y mercurio que es quizás el más difundido desde su invención hasta la actualidad, aunque en tiempos recientes ha sido sustituido por otros tipos de termómetros tanto por su inexactitud y rango corto en cuestiones relacionadas con mediciones en física, como por su fragilidad y la toxicidad del mercurio, en especial para uso médico. Existen también termómetros de base líquida que usan alcohol de manera similar a los termómetros de mercurio.
Otro tipo de termómetro de base líquida son los de tipo “bulbo y capilar”, consisten en un bulbo o esfera de metal y vidrio en donde se encuentra la escala conectado por un “capilar” o tuvo delgado (relleno de un gas o un líquido según el caso), que se expande o contrae al irse calentando o enfriando el contenido, lo que repercute y es medido en la escala.
Termómetros digitales.- Este tipo de termómetro posee sensores electrónicos por medio de los que se mide la temperatura, información que es luego convertida por micro-chips a información legible (números y letras), que son observables mediante una pantalla que sirve de visualizador de los datos concernientes a la temperatura medida. Estos termómetros actualmente poseen una gran difusión ya que son más exactos que los termómetros de mercurio y menos peligrosos en su uso médico, por lo que poco a poco han ido reemplazándolos para tal fin.
Termómetros de gas.- Los termómetros de gas constan de una ampolleta con gas y un manómetro con el que se mide la presión del gas, la cual varía dependiendo de la temperatura, el tipo de gas depende de la gama de temperaturas que se pretenden medir, pudiendo ser helio, nitrógeno, o hidrógeno. Este tipo de termómetro posee un rango de medición mucho mayor que los termómetros comunes de mercurio, (de -27 grados centígrados hasta 1477 grados centígrados), además de ser más exacto que el mencionado termómetro de mercurio. Gracias a su mayor exactitud es común que se utilice este tipo de termómetro para regular otros termómetros, así como para ciertas mediciones en donde se requiere una mayor precisión.
Termómetros de resistencia.- Los termómetros de resistencia son capaces de realizar las mediciones de temperatura, transformando las variaciones térmicas en variaciones de resistencia eléctrica, se utilizan principalmente tres materiales en este tipo de termómetros, el platino, el tungsteno y el cobre, siendo el platino el más fiable, ya que posee la peculiaridad de tener una relación “resistencia- temperatura” lineal, lo que lo hace más fiable, el rango de medición de este tipo de termómetros oscila entre los -200 grados centígrados hasta temperaturas de 1760 grados centígrados, siendo uno de los termómetros que poseen pocas variaciones en el momento de las mediciones teniendo mayor exactitud que otros, y es gracias a esa propiedad que el platino es el material más usado para este fin, llamándoles incluso a este tipo de termómetro como termómetro de resistencia de platino.
Termopar.- Los termómetros de par termoeléctrico o termopares se componen de dos hilos metálicos de metales distintos soldados en sus extremos, este tipo de termómetro origina una fuerza eléctrica al existir diferencias de temperatura, mismas que son detectadas por la soldadura de ambos metales mediante un amperímetro que se conecta al extremo no soldado de los metales, los pequeños flujos emitidos de corriente son medidos por el voltímetro, mismos flujos que oscilan conforme varía la temperatura, la medición se realiza mediante una escala térmica que es graduada previamente en base a las variaciones (variación de temperatura = a variación de corriente). Es muy común que estos termómetros sean usados como pirómetro, tanto por su exactitud como por los extremos de temperatura que alcanzan a medir (temperaturas muy altas y también muy bajas), siendo utilizados en mediciones de física en donde se necesita precisión.
Termómetro de lámina bimetálica.- Están compuestos por dos láminas de metales distintos, en donde el coeficiente de dilatación del metal es diferente en cada una, al haber cambios de temperatura una de las láminas se curva antes que la otra y este movimiento de curvatura es registrado por medio de una aguja y una escala graduada.