Grado Celsius y Grado Centígrado
A mediados del siglo XVII, se disponía de termómetros sensibles, pero no había ninguna tentativa seria de establecer una escala universal para la medida de la temperatura ya que ni siquiera había un claro conocimiento científico de lo que ella misma era. En 1669 el padre Honoré Fabryen Leyde calibró sus termómetros, primero “poniéndolos en hielo” y después “en agua calentada hasta el máximo grado” (no llegó a decir en ebullición). Algunos años más tarde el físico y naturalista francés René Antoine Ferchault de Réaumur adoptó los puntos del hielo y de ebullición del agua, pero asignándoles como valores 0 y 80.
Detalle de una célula del punto triple del agua
Con el principio del siglo XVIII Daniel Gabriel Fahrenheit inició sus trabajos, claves para el desarrollo de la termometría que, parcialmente, se fundamentaron en los del astrónomo danés Olaus Römer que había construido un termómetro basado en dos puntos fijos. Parece ser que una mala interpretación de la escala de Römer le llevó a construir la suya (el punto que Römer describía como agua a la temperatura de la sangre, Fahrenheit lo entendió de forma literal cuando probablemente Römer sólo quería decir agua tibia). De cualquier forma, el gran mérito de Fahrenheit estuvo en que fue capaz de construir termómetros estables y una escala reproducible. No fue el primero en sugerir la creación de una escala utilizando puntos fijos, pero sí fue el primero que saco partido del método utilizando buenos termómetros.
Es en 1742 cuando Anders Celsius publica un artículo en “Kungliga Swenska Wetenskaps Academiens Handlinga”, los anales de la Real Academia Sueca de Ciencias, titulado “Observaciones sobre dos grados constantes en un termómetro”. Este artículo fue el origen de la escala de temperatura Celsius. En él, tras hacer un resumen de las distintas formas de expresar la temperatura de la época, Celsius presentaba una relación de sus experimentos para elaborar su escala de temperatura con dos puntos fijos: el de la nieve o hielo fundente y el de ebullición del agua. Inicialmente Celsius asignó 0 º al punto de ebullición y 100 º al de solidificación, pero esta asignación pronto fue invertida, probablemente por Daniel Ekström, quien fabricaba la mayoría de los instrumentos científicos que usaba Celsius.
A finales del siglo XIX, para la comparación de los patrones de longitud, el Comité Internacional de Pesas y Medidas adoptó, como escala termométrica normal para la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, la escala centígrada del termómetro de hidrógeno de volumen constante, que tenía como puntos fijos la temperatura del punto del hielo fundente (0º C) y la del agua destilada en ebullición (100º C); de esta forma, la unidad de temperatura sería el “grado centígrado” y correspondería a la centésima parte de la diferencia (a la presión normal) entre los puntos de fusión del hielo y de ebullición del agua.
El grado centígrado continuó siendo utilizado como unidad de temperatura hasta que en 1948 el Comité Consultivo de Termometría discutió acerca de la necesidad de sustituir el punto del hielo, con una reproducibilidad del orden de la milésima de grado, por el punto triple del agua, mejor definido y cuya reproducibilidad era, en aquellos momentos, del orden de la diez-milésima de grado. También se estudió la posibilidad, señalada ya desde 1854 por Lord Kelvin, de definir la temperatura termodinámica mediante un único punto fijo, en lugar de definirla por el intervalo de 0 ºC a 100º C. Finalmente esta “revolucionaria” idea fue aprobada, no sin muchas discusiones, y el punto triple del agua se convirtió en el pilar de la escala de temperatura, al que se le asignó el valor de 0,01º C (o lo que es lo mismo 273,16 K).
Fotografía de uno de los certificados de calibración de los termómetros usados en la primera comparación de los prototipos españoles del metro y del kilogramo con los patrones internacionales en el BIPM. Colección de pesas y medidas del CEM.
La Conferencia General de Pesas y Medidas de octubre de 1948 aceptó el principio del punto fijo único, pero decidió esperar para asignarle valor numérico. Esta misma Conferencia decidió sustituir el nombre de “grado centígrado” por “grado Celsius” por prestarse a confusión. No fue hasta la 10ª Conferencia General de Pesas y Medidas de 1954, cuando el valor 273,16 K para el punto triple del agua se adoptó oficialmente.
Esta decisión tuvo un resultado sorprendente, ya que durante unos cuantos años convivieron dos kelvin diferentes. Uno definido como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua y el otro el kelvin de la escala centígrada de 1948 definido como la centésima parte del intervalo de temperatura que separaba el punto de ebullición del agua y el punto del hielo fundente. Tenían la suerte de estar muy próximos entre sí, pero sin duda fue una situación complicada para los metrólogos de la época.
Más adelante, muy sabiamente, se decidió modificar el texto de la Escala Internacional de temperatura de 1948 y, en 1960, se publicó una edición corregida por la 11ª Conferencia General de Pesas y Medidas. Esta escala corregida se llamó Escala Internacional Práctica de Temperatura y definía el kelvin como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. De esta forma, la Escala Internacional de Temperatura dejaba definitivamente de ser una escala centígrada, ya que adoptando el punto triple del agua como punto fijo primario con la temperatura de 0,01º C, el intervalo que le separaba del punto de ebullición del agua no era de 100º C.
Fotografía de uno de los termómetros usados en la primera comparación de los prototipos españoles del metro y del kilogramo con los patrones internacionales en el BIPM. Colección de pesas y medidas del CEM
En la actualidad, la escala de temperatura vigente y aceptada a nivel internacional es la Escala Internacional de Temperatura de 1990, en ella se establece que la unidad básica de la magnitud física temperatura termodinámica (símbolo T) es el kelvin (símbolo K), y se continúa definiendo como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Además como se consideró práctica corriente la expresión de una temperatura por su diferencia a 273,15 K (punto de fusión del hielo), se aceptó el uso de la temperatura Celsius (símbolo t), definida por:
t/°C = T/K - 273,15
La unidad de temperatura Celsius es el grado Celsius (símbolo °C), que es, por definición, igual en magnitud al kelvin.
Fuente : www.e-medida.com
