Temperatura termodinámica

La temperatura absoluta es el valor de la temperatura medida con respecto a una escala que comienza en el cero absoluto (0 K o −273,15 °C). Se trata de uno de los principales parámetros empleados en termodinámica y mecánica estadística. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en kelvin, cuyo símbolo es K.^[1]​

William Thomson (luego Lord Kelvin) fue quien definió en 1848 la escala absoluta de temperatura basándose en el grado Celsius.

La ley de Charles y Gay-Lussac establece que un gas ideal con masa y presión constantes muestra la siguiente relación invariante respecto a su volumen y temperatura:

${displaystyle {frac {T_{A}}{T_{B}}}={frac {V_{A}}{V_{B}}}}$

La invariancia de la razón V/T indica que el volumen del gas es proporcional a su temperatura y sirve como fundamento para una definición de temperatura absoluta basada en los gases ideales.

La teoría cinética de los gases (mecánica estadística) establece que la energía cinética media de la traslación de una molécula es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas. La relación se establece mediante la denominada constante de Boltzmann representada como k. De esta forma se deduce que la energía cinética media K_m de las moléculas de un gas, es:

${displaystyle K_{m}={frac {3}{2}}kT}$

Como la energía cinética media es proporcional a su masa y al cuadrado de la velocidad media v_m de la de las moléculas del gas ${displaystyle (m{v_{m}}^{2})}$, se deduce que:

${displaystyle v_{m}={sqrt {{frac {3}{m}}kT}}}$

Comprobándose que en un gas la velocidad media de desplazamiento de las moléculas es proporcional a la raíz cuadrada de su temperatura absoluta (si se duplica la velocidad, la temperatura absoluta se cuadriplica).

La ley de Stefan-Boltzmann, que indica la emisión de energía electromagnética de un cuerpo negro, establece una relación entre la temperatura y la potencia emitida.

${displaystyle E_{b}=sigma cdot T_{e}^{4},}$

donde ${displaystyle sigma ,}$ es la constante de Boltzmann, si la cantidad E_b es la velocidad a la que libera energía por unidad de área (W/m²) el cuerpo negro incandescente, se puede ver que la relación depende de la potencia cuarta de la temperatura absoluta.

Se muestra a continuación un completo rango de temperaturas en escala centígrada y absoluta correspondiente a ciertos puntos notables.

(preciso por definición)

(preciso por definición)

(preciso por definición)

^A Para Vienna Standard Mean Ocean Water a una atmósfera estándar de (101,325 kPa) cuando está calibrado estrictamente para temperaturas termodinámicas de dos puntos.
^B El valor de temperatura de 2500 K es completamente aproximado. La diferencia de 273,15 K entre K y °C se redondea a 300 K para evitar falsa precisión en el valor de Celsius.
^CPara un cuerpo negro ideal (los filamentos incandescentes de tungsteno no lo son).
^D Temperatura efectiva de la fotosfera. La diferencia de 273,15 K entre K y °C se redondea a 300 K para evitar falsa precisión en el valor de Celsius.
^E La diferencia de 273,15 K entre K y °C se redondea a 300 K para evitar falsa precisión en el valor de Celsius.
^F Para un cuerpo negro ideal (el plasma no lo es).

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