Termómetros

Experientia docet

La idea de una escala de grados de calor y frío se puede encontrar ya en Galeno, el médico que vivió en la Roma del siglo II. También propuso la idea de tener una referencia común para cualquiera, un sustancia en un estado estándar, como punto fijo de la escala.

Los experimentos de algunos filósofos clásicos, como la fuente de Herón (siglo I), venían a demostrar que el aire se expandía con el calor, y eran ampliamente conocidos por los filósofos naturales del siglo XVI. En la segunda década del siglo XVII, Galileo Galilei, Santorio Santorio y otros comenzaron a usar frascos de vidrio de cuello largo llenos de aire invertidos y con la boca sumergida en agua para medir la temperatura, aplicándolos en experimentos físicos y médicos y comenzando a llevar registros meteorológicos.

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El primer termómetro de vidrio sellado, lleno de aquae vitae (una disolución acuosa concentrada de etanol obtenida por destilación del vino, también llamada por ello espíritu del vino), se construyó para lo que poco después sería la Accademia del Cimento de Florencia en 1654 por el artesano Mariani. Los termómetros de Mariani, si bien no estaban calibrados respecto a puntos fijos, eran tan consistentes en su construcción que coincidían entre sí con mucha precisión.

El siglo siguiente vio como se extendía la experimentación con líquidos termométricos, entre los que seguía destacando el espíritu del vino por su rápida respuesta a los cambios y porque no se conocía frío que pudiese congelarlo (la temperatura de fusión del etanol es -114 ºC).

Termómetros

Varios filósofos naturales, entre ellos Robert Hooke, Christiaan Huygens y Edme Mariotte, desarrollaron métodos para graduar sus instrumentos a partir de un solo punto fijo, habitualmente el punto de congelación o ebullición del agua.

A finales del siglo XVII, los experimentalistas italianos comenzaron a usar dos puntos fijos, cosa que también hizo el fabricante de instrumentos holandés Daniel Fahrenheit en las primeras décadas del siglo XVIII. Los excelentes termómetros de Fahrenheit extendieron sus métodos y su preferencia por el mercurio por todos los Países Bajos y por Inglaterra, mientras que la supremacía científica de Francia y la fama de su Académie Royale des Sciences aseguraban la posición del termómetro del académico René-Antoine Ferchault de Réamur en el resto del continente europeo.

Réamur y sus contemporáneos se desesperaban con la falta de precisión suficiente en sus termómetros. La composición variable del espíritu del vino, el aire disuelto o atrapado en el líquido ya fuese éste mercurio o aquae vitae, la falta de vidrios de calidad y la ausencia de una preocupación de los experimentadores por la precisión, eran todos factores que hacían las lecturas de los termómetros en el mejor de los casos indicaciones cualitativas de la temperatura.

Tras la Guerra de los Siete Años, la aparición de estados racionales y burocráticos y las necesidades de los fabricantes industriales generaron la presión necesaria para que la precisión de las mediciones se convirtiera en un objetivo prioritario, especialmente para la cartografía y la navegación, para las obras civiles de envergadura y para la construcción de máquinas de vapor y otra maquinaria comercial.

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Fue en Inglaterra primero donde la construcción de instrumentos pasó de ser una artesanía a una operación a escala industrial, explotando los avances en la fabricación del vidrio y en la metalurgia, para servir a una clientela internacional. El termómetro en este contexto jugó un papel auxiliar en las mediciones precisas de los últimos años de la Ilustración. A partir de 1760, en que Jean-André Deluc desarrolla métodos para calibrar rigurosamente el termómetro empleando mercurio y lo usa para una serie de mediciones atmosféricas exhaustivas y sistemáticas, se produce cambios significativos. Esos cambios culminan con el establecimiento en 1776 de métodos de calibración estandarizados por parte de un comité de expertos de la Royal Society de Londres presidido por Henry Cavendish, en los que se usaba un punto fijo superior de calibración en un baño de agua. Estos métodos, con modificaciones menores, siguen en uso actualmente.

Estos desarrollos llevaron a que los termómetros de finales del XVIII tuviesen una precisión de una décima de grado Fahrenheit o, lo que es lo mismo, 0,06 ºC.

El principal desarrollo del siglo XIX fue el descubrimiento de que el cristal de los termómetros se contraía con el tiempo por lo que su punto cero “caía” (era necesaria una temperatura real significativamente menor de cero para que el termómetro marcase cero). Hubo que esperar a la década de los ochenta para tener vidrios que no sufriesen este efecto.

En 1821 Thomas Johann Seebeck descubría el efecto termoeléctrico, que daría lugar con el tiempo a los termopares y a los termómetros digitales.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

3 comentarios

  • […] La idea de una escala de grados de calor y frío se puede encontrar ya en Galeno, el médico que vivió en la Roma del siglo II. También propuso la idea de tener una referencia común para cualquiera, un sustancia en un estado estándar, como punto […]

  • Avatar de Ciro Alberto Sanchez

    Excelente artículo, felicitaciones. Una observación sobre el párrafo: «El principal desarrollo del siglo XIX fue el descubrimiento de que el cristal de los termómetros se contraía con el tiempo por lo que su punto cero “caía” (era necesaria una temperatura real significativamente menor de cero para que el termómetro marcase cero). Hubo que esperar a la década de los ochenta para tener vidrios que no sufriesen este efecto».

    Si el efecto es la caída o descenso en la lectura de cero, lo que le sucede al vidrio del bulbo es el ensanchamiento y no su contracción: al ser mayor el volumen del bulbo, este contiene más líquido y por ende, se tiene el descenso de las lecturas, en especial la del cero, por ser un punto de referencia correspondiente al punto de hielo.

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