Termómetro

Un termómetro es un dispositivo que mide la temperatura (el grado de calor o frío de un objeto) o el gradiente de temperatura (la variación de la temperatura en el espacio). Un termómetro consta de dos elementos importantes: (1) un sensor de temperatura (por ejemplo, el bulbo de un termómetro de mercurio o el sensor pirométrico de un termómetro infrarrojo ) en el que se produce un cambio con la variación de la temperatura; y (2) algún medio para convertir este cambio en un valor numérico (por ejemplo, la escala visible marcada en un termómetro de mercurio o la pantalla digital en un modelo infrarrojo). Los termómetros se utilizan ampliamente en tecnología e industria para monitorizar procesos, en meteorología , en medicina ( termómetro médico ) y en investigación científica.

Si bien un termómetro individual puede medir grados de calor, las lecturas de dos termómetros no se pueden comparar a menos que se ajusten a una escala consensuada. Actualmente existe una escala de temperatura termodinámica absoluta . Las escalas de temperatura acordadas internacionalmente están diseñadas para aproximarse a esta con precisión, basándose en puntos fijos y termómetros de interpolación. La escala de temperatura oficial más reciente es la Escala Internacional de Temperatura de 1990. Abarca desde 0,65 K (−272,5 °C; −458,5 °F) hasta aproximadamente 1358 K (1085 °C; 1985 °F) .      

La escasez y la naturaleza contradictoria de los registros históricos dificultan atribuir con certeza la invención del termómetro a una sola persona o fecha. Además, dados los numerosos desarrollos paralelos en la historia del termómetro y sus múltiples mejoras graduales a lo largo del tiempo, es mejor considerarlo no como una invención única, sino como una tecnología en constante evolución .

Desarrollos antiguos

Los primeros dispositivos neumáticos e ideas de la antigüedad sirvieron de inspiración para la invención del termómetro durante el Renacimiento.

Filón de Bizancio

En el siglo III a. C., Filón de Bizancio documentó su experimento con un tubo sumergido en un recipiente con líquido por un extremo y conectado a una esfera hueca hermética por el otro. Al calentar el aire dentro de la esfera con una vela o al exponerlo al sol, el aire en expansión sale de la esfera y genera burbujas en el recipiente. A medida que el aire se enfría, se crea un vacío parcial que succiona el líquido hacia el tubo. Cualquier cambio en la posición del líquido indicará si el aire dentro de la esfera se está calentando o enfriando.

Las traducciones del experimento de Filón del griego antiguo original fueron utilizadas por Robert Fludd alrededor de 1617 y sirvieron de base para su termómetro de aire. ^{[ 2 ] : 15}

Héroe de Alejandría

En su libro Neumática , Herón de Alejandría (10-70 d. C.) ofrece una receta para construir una «fuente que gotea por la acción de los rayos del sol», una versión más elaborada del experimento neumático de Filón, pero que funcionaba con el mismo principio de calentar y enfriar el aire para mover el agua. ^{[ 3 ]} Las traducciones de la antigua obra Neumática llegaron a Italia a finales del siglo XVI y fueron estudiadas por muchos, incluido Galileo Galilei , quien la había leído en 1594. ^{[ 2 ] : 5}

Primera escala de temperatura con un punto fijo.

Se atribuye al médico greco-romano Galeno la introducción de dos conceptos importantes para el desarrollo de una escala de temperatura y la eventual invención del termómetro. En primer lugar, concibió la idea de que el calor o el frío podían medirse en "grados de calor y frío". También ideó una temperatura de referencia fija, una mezcla de cantidades iguales de hielo y agua hirviendo, con cuatro grados de calor por encima de este punto y cuatro grados de frío por debajo. El médico del siglo XVI Johann Hasler desarrolló escalas de temperatura corporal basadas en la teoría de los grados de Galeno para ayudarle a preparar la cantidad adecuada de medicamento para sus pacientes. ^{[ 2 ] : 3}

Desarrollos del Renacimiento tardío

Termoscopio

A finales del siglo XVI y principios del XVII, varios científicos europeos, en particular ^Galileo Galilei ^{[ 4 ]} y el fisiólogo italiano Santorio Santorio [ ^{5 ],} desarrollaron dispositivos con un bulbo de vidrio lleno de aire, conectado a un tubo parcialmente lleno de agua. A medida que el aire del bulbo se calienta o se enfría, la altura de la columna de agua en el tubo desciende o asciende, lo que permite al observador comparar la altura actual del agua con alturas anteriores para detectar cambios relativos de calor en el bulbo y su entorno inmediato. Estos dispositivos, sin escala para asignar un valor numérico a la altura del líquido, se denominan termoscopios porque proporcionan una indicación observable del calor sensible (el concepto moderno de temperatura aún no había surgido) ^{[ 2 ] .}

Termómetro de aire

La diferencia entre un termoscopio y un termómetro es que este último tiene una escala. ^{[ 6 ] [ 2 ] : 4}

Un termómetro es simplemente un termoscopio con una escala. ... Propongo considerar como axiomático que un «medidor» debe tener una escala o algo equivalente. ... Si se admite esto, el problema de la invención del termómetro se simplifica; el de la invención del termoscopio sigue siendo tan confuso como siempre.

— WEK Middleton, Historia del termómetro y su uso en meteorología

Dado esto, Middleton afirmó que los posibles inventores del termómetro son Galileo, Santorio, el inventor holandés Cornelis Drebbel o el matemático británico Robert Fludd . ^{[ 2 ] : 5} Aunque a menudo se dice que Galileo es el inventor del termómetro, no existe ningún documento que demuestre que realmente haya producido tal instrumento.

El primer diagrama claro de un termoscopio fue publicado en 1617 por Giuseppe Biancani (1566-1624); ^{[ 2 ] : 10} el primero que mostraba una escala y que, por lo tanto, constituía un termómetro, fue realizado por Santorio Santorio en 1625. ^{[ 5 ]} Este era un tubo vertical, cerrado por un bulbo de aire en la parte superior, con el extremo inferior abierto a un recipiente con agua. El nivel del agua en el tubo se controlaba mediante la expansión y contracción del aire, por lo que era lo que hoy llamaríamos un termómetro de aire. ^{[ 7 ]}

Acuñación de termómetro

La palabra termómetro (en su forma francesa) apareció por primera vez en 1624 en La Récréation Mathématique de Jean Leurechon , quien describe uno con una escala de 8 grados. ^{[ 8 ]} La palabra proviene del griego antiguo θερμός ( thermós ), que significa "calor", y μέτρον ( métron ), que significa "medida".

Termómetro sellado de líquido en vidrio

Los instrumentos mencionados anteriormente adolecían de la desventaja de que también eran barómetros , es decir, sensibles a la presión atmosférica. En 1629, Joseph Solomon Delmedigo , alumno de Galileo y Santorio en Padua, publicó lo que aparentemente es la primera descripción e ilustración de un termómetro de líquido sellado en vidrio. Se describe como un instrumento con un bulbo en el fondo de un tubo sellado parcialmente lleno de brandy. El tubo tenía una escala numerada. Delmedigo no afirmó haber inventado este instrumento. Tampoco nombró a nadie más como su inventor. ^{[ 9 ]} Alrededor de 1654, Ferdinando II de' Medici, Gran Duque de Toscana (1610-1670), sí produjo un instrumento de este tipo, el primer termómetro de estilo moderno, que dependía de la expansión de un líquido e independiente de la presión atmosférica. ^{[ 8 ]} Muchos otros científicos experimentaron con diversos líquidos y diseños de termómetros. Sin embargo, cada inventor y cada termómetro era único; no existía una escala estándar .

Primeros intentos de estandarización

Los primeros intentos de estandarización añadieron un único punto de referencia, como el punto de congelación del agua. Se dice que Joachim Dalence introdujo el uso de dos referencias para graduar el termómetro en 1668, ^{[ 10 ] : 7–8} aunque Christiaan Huygens (1629–1695) en 1665 ya había sugerido el uso de graduaciones basadas en los puntos de fusión y ebullición del agua como estándares ^{[ 11 ]} y, en 1694, Carlo Rinaldini (1615–1698) propuso utilizarlas como puntos fijos a lo largo de una escala universal dividida en grados . ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 10 ] : 56} En 1701, Isaac Newton (1642–1726/27) propuso una escala de 12 grados entre el punto de fusión del hielo y la temperatura corporal . ^{[ 10 ] : 57–60}

Termometría de precisión

En 1714, el científico e inventor Daniel Gabriel Fahrenheit inventó un termómetro fiable, utilizando mercurio en lugar de mezclas de alcohol y agua . En 1724, propuso una escala de temperatura que ahora (ligeramente ajustada) lleva su nombre . En 1742, Anders Celsius (1701–1744) propuso una escala con cero en el punto de ebullición y 100 grados en el punto de congelación del agua, ^{[ 14 ]} aunque la escala que ahora lleva su nombre los tiene al revés. ^{[ 15 ]} El entomólogo francés René Antoine Ferchault de Réaumur inventó un termómetro de alcohol y una escala de temperatura en 1730, que finalmente resultó ser menos fiable que el termómetro de mercurio de Fahrenheit.

El primer médico en utilizar mediciones con termómetro en la práctica clínica fue Herman Boerhaave (1668–1738). ^{[ 16 ]} En 1866, Sir Thomas Clifford Allbutt (1836–1925) inventó un termómetro clínico que proporcionaba una lectura de la temperatura corporal en cinco minutos en lugar de veinte. ^{[ 17 ]}

Los termómetros tradicionales eran todos termómetros no registrables. Es decir, el termómetro no conservaba la lectura de temperatura al ser trasladado a un lugar con una temperatura diferente. Para determinar la temperatura de una olla con líquido caliente, era necesario dejar el termómetro dentro del líquido hasta después de la lectura. Si se retiraba el termómetro no registrable del líquido caliente, la temperatura indicada en el termómetro comenzaba a cambiar inmediatamente para reflejar la temperatura de las nuevas condiciones (en este caso, la temperatura ambiente). Los termómetros registrables están diseñados para mantener la temperatura indefinidamente, de modo que se pueden retirar y leer posteriormente o en un lugar más conveniente. Los termómetros registrables mecánicos están diseñados para mantener la temperatura máxima o mínima alcanzada hasta que se reinician manualmente, por ejemplo, agitando un termómetro de mercurio, o hasta que se registre una temperatura aún más extrema. Los termómetros registrables electrónicos se pueden programar para almacenar la temperatura máxima o mínima alcanzada, o para registrar la temperatura en un momento específico.

Los termómetros utilizan cada vez más medios electrónicos para proporcionar una pantalla digital o información para un ordenador.

Los termómetros pueden describirse como empíricos o absolutos. Los termómetros absolutos se calibran numéricamente mediante la escala de temperatura absoluta termodinámica. Los termómetros empíricos no necesariamente coinciden exactamente con los termómetros absolutos en cuanto a las lecturas de su escala numérica, pero para ser considerados termómetros deben coincidir con los termómetros absolutos y entre sí de la siguiente manera: dados dos cuerpos aislados en sus respectivos estados de equilibrio termodinámico, todos los termómetros coinciden en cuál de los dos tiene la temperatura más alta, o que ambos tienen la misma temperatura. ^{[ 18 ]} Para dos termómetros empíricos cualesquiera, esto no requiere que la relación entre las lecturas de sus escalas numéricas sea lineal, pero sí requiere que dicha relación sea estrictamente monótona . ^{[ 19 ]} Esta es una característica fundamental de la temperatura y los termómetros. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

Como se suele afirmar en los libros de texto, la llamada " ley cero de la termodinámica ", tomada aisladamente, no proporciona esta información, pero la formulación de la ley cero de la termodinámica por James Serrin en 1977, aunque bastante abstracta desde el punto de vista matemático, es más informativa para la termometría: "Ley Cero: Existe una línea topológica${\displaystyle M}$que sirve como una variedad de coordenadas del comportamiento material. Los puntos${\displaystyle L}$del colector${\displaystyle M}$se denominan 'niveles de calor', y${\displaystyle M}$se denomina la "variedad de calor universal". ^{[ 23 ]} A esta información se debe agregar una sensación de mayor calor; esta sensación se puede obtener, independientemente de la calorimetría , la termodinámica y las propiedades de los materiales particulares, a partir de la ley de desplazamiento de la radiación térmica de Wien : la temperatura de un baño de radiación térmica es proporcional , por una constante universal, a la frecuencia del máximo de su espectro de frecuencias ; esta frecuencia es siempre positiva, pero puede tener valores que tienden a cero . Otra forma de identificar condiciones más calientes en contraposición a las más frías la proporciona el principio de Planck , que establece que cuando un proceso de trabajo adiabático isocórico es el único medio de cambio de la energía interna de un sistema cerrado, el estado final del sistema nunca es más frío que el estado inicial; excepto para cambios de fase con calor latente, es más caliente que el estado inicial. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

Existen varios principios sobre los que se basan los termómetros empíricos, como se detalla en la sección de este artículo titulada "Termómetros primarios y secundarios". Muchos de estos principios se fundamentan esencialmente en la relación constitutiva entre el estado de un material específico y su temperatura. Solo algunos materiales son adecuados para este propósito y pueden considerarse "materiales termométricos". La termometría radiométrica, en cambio, depende poco de las relaciones constitutivas de los materiales. En cierto modo, la termometría radiométrica podría considerarse "universal". Esto se debe a que se basa principalmente en la universalidad del equilibrio termodinámico, es decir, en su propiedad universal de producir radiación de cuerpo negro .

Materiales termométricos

Existen diversos tipos de termómetros empíricos basados ​​en las propiedades de los materiales.

Muchos termómetros empíricos se basan en la relación constitutiva entre la presión, el volumen y la temperatura de su material termométrico. Por ejemplo, el mercurio se expande al calentarse.

Si se utiliza por su relación entre presión, volumen y temperatura, un material termométrico debe tener tres propiedades:

(1) Su calentamiento y enfriamiento deben ser rápidos. Es decir, cuando una cantidad de calor entra o sale de un cuerpo del material, este debe expandirse o contraerse hasta su volumen final o alcanzar su presión final y debe alcanzar su temperatura final prácticamente sin demora; parte del calor que entra puede considerarse que cambia el volumen del cuerpo a temperatura constante, y se denomina calor latente de expansión a temperatura constante ; y el resto puede considerarse que cambia la temperatura del cuerpo a volumen constante, y se denomina calor específico a volumen constante . Algunos materiales no poseen esta propiedad y tardan cierto tiempo en distribuir el calor entre el cambio de temperatura y el cambio de volumen. ^{[ 27 ]}

(2) Su calentamiento y enfriamiento deben ser reversibles. Es decir, el material debe poder calentarse y enfriarse indefinidamente a menudo mediante el mismo incremento y decremento de calor, y aun así volver a su presión, volumen y temperatura originales en cada ocasión. Algunos plásticos no poseen esta propiedad; ^{[ 28 ]}

(3) Su calentamiento y enfriamiento deben ser monótonos. ^{[ 19 ] [ 29 ]} Es decir, en todo el rango de temperaturas para el cual está diseñado para funcionar,

(a) a una presión fija dada,

o bien (i) el volumen aumenta cuando aumenta la temperatura, o bien (ii) el volumen disminuye cuando aumenta la temperatura;

pero no (i) para algunas temperaturas y (ii) para otras; o

(b) a un volumen fijo dado,

o bien (i) la presión aumenta cuando aumenta la temperatura, o bien (ii) la presión disminuye cuando aumenta la temperatura;

pero no (i) para algunas temperaturas y (ii) para otras.

A temperaturas cercanas a los 4  °C, el agua no posee la propiedad (3) y se dice que se comporta de manera anómala en este sentido; por lo tanto, el agua no puede utilizarse como material para este tipo de termometría en rangos de temperatura cercanos a los 4  °C. ^{[ 21 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

Por otro lado, los gases poseen las propiedades (1), (2) y (3)(a)(α) y (3)(b)(α). En consecuencia, son materiales termométricos adecuados, y por eso fueron importantes en el desarrollo de la termometría. ^{[ 34 ]}

Un termómetro se clasifica como primario o secundario según cómo se relaciona la magnitud física que mide con la temperatura. Como resumen Kauppinen et al., «En el caso de los termómetros primarios, la propiedad medida de la materia se conoce con tanta precisión que la temperatura puede calcularse sin incógnitas. Ejemplos de estos son los termómetros basados ​​en la ecuación de estado de un gas, en la velocidad del sonido en un gas, en la tensión o corriente de ruido térmico de una resistencia eléctrica y en la anisotropía angular de la emisión de rayos gamma de ciertos núcleos radiactivos en un campo magnético ». ^{[ 36 ]}

En cambio, «Los termómetros secundarios son los más utilizados debido a su conveniencia. Además, suelen ser mucho más sensibles que los primarios. Para los termómetros secundarios, el conocimiento de la propiedad medida no es suficiente para permitir el cálculo directo de la temperatura. Deben calibrarse con un termómetro primario al menos a una temperatura o a varias temperaturas fijas. Dichos puntos fijos, por ejemplo, los puntos triples y las transiciones superconductoras , ocurren de forma reproducible a la misma temperatura». ^{[ 36 ]}

Los termómetros se pueden calibrar comparándolos con otros termómetros calibrados o comprobándolos con puntos fijos conocidos en la escala de temperatura. Los puntos fijos más conocidos son los puntos de fusión y ebullición del agua pura. (Cabe destacar que el punto de ebullición del agua varía con la presión, por lo que debe controlarse).

La forma tradicional de colocar una escala en un termómetro de líquido en vidrio o líquido en metal constaba de tres etapas:

1. Sumerja la parte sensora en una mezcla agitada de hielo puro y agua a presión atmosférica y marque el punto indicado cuando haya alcanzado el equilibrio térmico.
2. Sumerja la parte sensora en un baño de vapor a presión atmosférica estándar y vuelva a marcar el punto indicado.
3. Divide la distancia entre estas marcas en partes iguales según la escala de temperatura que se esté utilizando.

Otros puntos fijos utilizados en el pasado son la temperatura corporal (de un hombre adulto sano), que Fahrenheit utilizó originalmente como su punto fijo superior ( 96 °F (35,6 °C) para ser un número divisible por 12), y la temperatura más baja dada por una mezcla de sal y hielo, que originalmente era la definición de 0 °F (−17,8 °C) . ^{[ 37 ]} (Este es un ejemplo de una mezcla frigorífica ). Como la temperatura corporal varía, la escala Fahrenheit se modificó posteriormente para utilizar un punto fijo superior de agua hirviendo a 212 °F (100 °C) . ^{[ 38 ]}      

Estos han sido reemplazados por los puntos definitorios de la Escala Internacional de Temperatura de 1990 , aunque en la práctica se usa más comúnmente el punto de fusión del agua que su punto triple, ya que este último es más difícil de controlar y, por lo tanto, está restringido a mediciones estándar críticas. Hoy en día, los fabricantes suelen usar un baño termostático o un bloque sólido donde la temperatura se mantiene constante con respecto a un termómetro calibrado. Otros termómetros que se van a calibrar se colocan en el mismo baño o bloque y se dejan alcanzar el equilibrio, luego se marca la escala o se registra cualquier desviación de la escala del instrumento. ^{[ 39 ]} Para muchos dispositivos modernos, la calibración consistirá en indicar algún valor que se utilizará para procesar una señal electrónica y convertirla en una temperatura.

La precisión o resolución de un termómetro se refiere simplemente a la fracción de grado con la que se puede realizar una lectura. Para trabajos a altas temperaturas, es posible que solo se pueda medir con una precisión de 10  °C o más. Los termómetros clínicos y muchos termómetros electrónicos suelen tener una precisión de 0,1  °C. Los instrumentos especiales pueden proporcionar lecturas con una precisión de una milésima de grado. ^{[ 40 ]} Sin embargo, esta precisión no significa que la lectura sea verdadera o exacta, sino que solo significa que se pueden observar cambios muy pequeños.

Un termómetro calibrado a un punto fijo conocido es preciso (es decir, da una lectura verdadera) en ese punto. La invención de la tecnología para medir la temperatura condujo a la creación de escalas de temperatura . ^{[ 41 ]} Entre los puntos de calibración fijos, se utiliza la interpolación , generalmente lineal. ^{[ 39 ]} Esto puede generar diferencias significativas entre distintos tipos de termómetros en puntos alejados de los puntos fijos. Por ejemplo, la expansión del mercurio en un termómetro de vidrio es ligeramente diferente del cambio en la resistencia de un termómetro de resistencia de platino , por lo que estos dos discreparán ligeramente alrededor de los 50  °C. ^{[ 42 ]} Puede haber otras causas debido a imperfecciones en el instrumento, por ejemplo, en un termómetro de líquido en vidrio si el tubo capilar varía de diámetro. ^{[ 42 ]}

Para muchos fines, la reproducibilidad es importante. Es decir, ¿un mismo termómetro proporciona la misma lectura para la misma temperatura (o varios termómetros de repuesto dan la misma lectura)? Una medición de temperatura reproducible implica que las comparaciones son válidas en experimentos científicos y que los procesos industriales son consistentes. Por lo tanto, si un termómetro del mismo tipo se calibra de la misma manera, sus lecturas serán válidas incluso si presentan una ligera imprecisión con respecto a la escala absoluta.

Un ejemplo de termómetro de referencia utilizado para verificar otros según estándares industriales sería un termómetro de resistencia de platino con pantalla digital de 0,1  °C (su precisión) que ha sido calibrado en 5 puntos según estándares nacionales (−18, 0, 40, 70, 100  °C) y que está certificado con una precisión de ±0,2  °C. ^{[ 43 ]}

Según las normas británicas , los termómetros de líquido en vidrio correctamente calibrados, usados ​​y mantenidos pueden alcanzar una incertidumbre de medición de ±0,01  °C en el rango de 0 a 100  °C, y una incertidumbre mayor fuera de este rango: ±0,05  °C hasta 200 o hasta −40  °C, ±0,2  °C hasta 450 o hasta −80  °C. ^{[ 44 ]}

Expansión térmica

Utilizando la propiedad de expansión térmica de las distintas fases de la materia .

Para la fabricación de termómetros mecánicos bimetálicos se pueden utilizar pares de metales sólidos con diferentes coeficientes de expansión . Otro diseño que utiliza este principio es el termómetro de Breguet .

Algunos líquidos poseen coeficientes de expansión relativamente altos en rangos de temperatura útiles, lo que constituye la base de un termómetro de alcohol o de mercurio . Otros diseños que utilizan este principio son el termómetro reversible y el termómetro diferencial de Beckmann .

Al igual que con los líquidos, los gases también pueden utilizarse para formar un termómetro de gas .

Presión

Termómetro de presión de vapor

Densidad

Termómetro de Galileo ^{[ 45 ]}

Termocromismo

Algunos compuestos presentan termocromismo a cambios de temperatura específicos. Por lo tanto, ajustando las temperaturas de transición de fase de una serie de sustancias, la temperatura puede cuantificarse en incrementos discretos, una forma de digitalización . Esta es la base de un termómetro de cristal líquido .

Termometría de borde de banda (BET)

La termometría de borde de banda (BET) aprovecha la dependencia de la temperatura de la banda prohibida de los materiales semiconductores para proporcionar mediciones de temperatura ópticas ( es decir, sin contacto) muy precisas. ^{[ 46 ]} Los sistemas BET requieren un sistema óptico especializado, así como un software de análisis de datos personalizado. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

radiación de cuerpo negro

Todos los objetos por encima del cero absoluto emiten radiación de cuerpo negro cuyo espectro es directamente proporcional a la temperatura. Esta propiedad es la base de un pirómetro o termómetro infrarrojo y de la termografía . Tiene la ventaja de permitir la detección remota de la temperatura; no requiere contacto ni siquiera proximidad, a diferencia de la mayoría de los termómetros. A temperaturas más altas, la radiación de cuerpo negro se vuelve visible y se describe mediante la temperatura de color . Por ejemplo, un elemento calefactor incandescente o una aproximación de la temperatura superficial de una estrella .

Fluorescencia

Termometría de fósforo

espectros de absorbancia óptica

termómetro de fibra óptica

Resistencia eléctrica

Termómetro de resistencia que utiliza materiales como la aleación Balco

Termistor

termómetro de bloqueo de Coulomb

Potencial eléctrico

Los termopares son útiles en un amplio rango de temperaturas, desde temperaturas criogénicas hasta más de 1000 °C, pero suelen tener un margen de error de ±0,5-1,5 °C.

Los sensores de temperatura de banda prohibida de silicio se encuentran comúnmente empaquetados en circuitos integrados con convertidores analógico-digitales (ADC) e interfaces como I²C . Por lo general, se especifican para funcionar en un rango de aproximadamente -50 a 150 °C con precisiones en el rango de ±0,25 a 1 °C ^, pero se pueden mejorar mediante la agrupación de datos . ^{[ 49 ] [ 50 ]}

Resonancia eléctrica

Termómetro de cuarzo

Resonancia magnética nuclear

El desplazamiento químico depende de la temperatura. Esta propiedad se utiliza para calibrar el termostato de las sondas de RMN , generalmente con metanol o etilenglicol . ^{[ 51 ] [ 52 ]} Esto puede ser problemático para los estándares internos, que normalmente se asume que tienen un desplazamiento químico definido (por ejemplo, 0 ppm para TMS ), pero que en realidad presentan una dependencia de la temperatura. ^{[ 53 ]}

susceptibilidad magnética

Por encima de la temperatura de Curie , la susceptibilidad magnética de un material paramagnético presenta una dependencia inversa con la temperatura. Este fenómeno es la base de un criómetro magnético . ^{[ 54 ] [ 55 ]}

Los termómetros utilizan una variedad de efectos físicos para medir la temperatura. Los sensores de temperatura se utilizan en una amplia gama de aplicaciones científicas y de ingeniería, especialmente en sistemas de medición. Los sistemas de temperatura son principalmente eléctricos o mecánicos, a veces inseparables del sistema que controlan (como en el caso de un termómetro de mercurio). Los termómetros se utilizan en carreteras en climas fríos para ayudar a determinar si existen condiciones de hielo. En interiores, los termistores se utilizan en sistemas de control climático como aires acondicionados , congeladores, calentadores , refrigeradores y calentadores de agua . ^{[ 56 ]} Los termómetros de Galileo se utilizan para medir la temperatura del aire interior, debido a su rango de medición limitado.

Estos termómetros de cristal líquido (que utilizan cristales líquidos termocrómicos ) también se utilizan en anillos que cambian de color según el estado de ánimo y para medir la temperatura del agua en las peceras.

Los sensores de temperatura de rejilla de Bragg de fibra se utilizan en instalaciones de energía nuclear para monitorear las temperaturas del núcleo del reactor y evitar la posibilidad de fusiones nucleares . ^{[ 57 ]}

Médico

• Los termómetros de oído suelen ser termómetros infrarrojos .
• El termómetro de frente es un ejemplo de termómetro de cristal líquido .
• Los termómetros rectales y orales han sido típicamente de mercurio, pero desde entonces han sido reemplazados en gran medida por termistores NTC con lectura digital. ^{[ 59 ]}

Se han utilizado diversas técnicas termométricas a lo largo de la historia, desde el termómetro de Galileo hasta la termografía. ^{[ 45 ]} Los termómetros médicos, como los termómetros de mercurio en vidrio, los termómetros infrarrojos, los termómetros de pastilla y los termómetros de cristal líquido , se utilizan en entornos sanitarios para determinar si las personas tienen fiebre o hipotermia .

• Estación meteorológica automatizada del aeropuerto
• Instrumentos termodinámicos
• Higrómetro#Psicrómetro (termómetro de bulbo húmedo y seco)

• Middleton, WEK (1966). Historia del termómetro y su uso en meteorología . Baltimore: Johns Hopkins Press. Edición reimpresa 2002, ISBN 0-8018-7153-0.
• Historia del termómetro. Archivado el 2 de marzo de 2012 en Wayback Machine.
• Termometría a nanoescala : revisión reciente

• Historia de la temperatura y la termometría (archivado el 25 de febrero de 2008)
• The Chemical Educator , vol. 5, n.º 2 (2000) Archivado el 10 de marzo de 2004 en Wayback Machine El termómetro: del tacto al instrumento
• History Channel – Invenciones – Inventos y descubrimientos modernos destacados (archivado el 24 de abril de 2008)
• Acerca de – Termómetro Archivado el 22/01/2020 en Wayback Machine – Termómetros – Historia temprana, Anders Celsius, Gabriel Fahrenheit y Thomson Kelvin.
• Termómetros y líquidos termométricos : mercurio y alcohol.
• El Laboratorio de Calibración de Termómetros Industriales del NIST se archivó el 22 de julio de 2016 en Wayback Machine.
• Termometría a nanoescala : revisión
• Historia de la temperatura y la termometría (archivado el 25 de febrero de 2008)