Qué mide un termómetro
Para medir el agua de una bañera puedes usar una sonda de contacto. Para una placa muy caliente y en movimiento conviene un instrumento infrarrojo. Ambos miden temperatura, pero responden a situaciones distintas.
Un termómetro no detecta “calor” de forma directa. Responde a una propiedad que cambia de manera conocida con la temperatura: volumen de un líquido, resistencia eléctrica, tensión termoeléctrica, curvatura de una lámina bimetálica o radiación emitida por una superficie. El instrumento convierte esa respuesta en una indicación.
Para medir correctamente hay que definir el mensurando: temperatura del aire, de una superficie, del interior de un líquido o de una persona, por ejemplo. Después se elige un sensor con rango, incertidumbre, tiempo de respuesta y montaje adecuados.
Principales instrumentos
Termómetro de líquido en vidrio
La columna sube o baja por expansión del líquido. Existen alternativas sin mercurio; el material, la inmersión y la escala determinan el uso correcto.
Termómetro bimetálico de carátula
Dos metales unidos se curvan de forma diferente al cambiar la temperatura y mueven una aguja. No es lo mismo que un termómetro de resistencia de platino.
Termistor y termómetro digital
El termistor cambia su resistencia eléctrica con la temperatura. Muchos equipos digitales lo utilizan, aunque una pantalla digital también puede leer una PRT o un termopar.
Termómetro de resistencia de platino
Una PRT o RTD usa el cambio de resistencia del platino. Es común cuando se buscan estabilidad y mediciones comparables en rangos moderados.
Termopar
Dos conductores distintos forman un circuito termoeléctrico. La tensión depende de las temperaturas de sus uniones; no funciona porque un metal se dilate y doble al otro.
Termómetro infrarrojo o pirómetro
Detecta radiación térmica sin contacto. Informa principalmente sobre la superficie que entra en su campo de visión; la emisividad, los reflejos y el tamaño del objetivo afectan el resultado.
Fórmula principal
El valor medido tₘ se informa con una incertidumbre U y la unidad correspondiente.
Magnitudes, símbolos y unidades
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo de unidad | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Temperatura termodinámica | T | kelvin | K | Magnitud base del SI. |
| Temperatura Celsius | t | grado Celsius | °C | Los intervalos tienen el mismo valor numérico que en kelvin. |
| Incertidumbre | U | kelvin o grado Celsius | K o °C | Acompaña al resultado y depende del procedimiento. |
| Resolución | — | kelvin o grado Celsius | K o °C | Menor cambio mostrado o distinguible. |
| Tiempo de respuesta | τ | segundo | s | Tiempo característico para aproximarse al nuevo valor. |
Fórmulas derivadas
Intervalo informado
[tₘ − U, tₘ + U]Procedencia: Se resta y suma la incertidumbre al valor indicado.
Cuándo usarla: Interpretación simplificada cuando U se presenta como semianchura.
Promedio de n lecturas
t̄ = (t₁ + ··· + tₙ)/nProcedencia: Se suman las lecturas y se divide entre su cantidad.
Cuándo usarla: Las lecturas deben corresponder al mismo mensurando y condiciones comparables.
Relación Celsius-kelvin
T/K = t/°C + 273,15Procedencia: Las escalas tienen el mismo tamaño de intervalo y distinto origen.
Cuándo usarla: Conversión básica de escala; no sustituye una guía completa de conversiones.
Cómo elegir y usar un instrumento de temperatura
Define qué temperatura buscas
Separa aire, superficie, interior, líquido o cuerpo y especifica el punto de interés.
Decide contacto o distancia
Comprueba si la sonda puede tocar el objeto y si la medición infrarroja solo observaría la superficie.
Revisa rango y ambiente
Considera temperatura máxima, humedad, vibración, sustancias corrosivas y protección de la sonda.
Fija la calidad necesaria
Distingue resolución, precisión, exactitud e incertidumbre requeridas.
Instala y espera
Respeta inmersión, campo de visión, ventilación y tiempo para estabilizar la lectura.
Registra el resultado
Anota valor, unidad, instrumento, ubicación, condiciones e incertidumbre cuando corresponda.
10 ejemplos explicados paso a paso
Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.
La mano no sustituye al termómetro
No se puede decidir la temperatura con el tacto
Problema: Una mesa de metal y una de madera llevan horas en la misma habitación. El metal se siente más frío. ¿Tiene necesariamente menor temperatura?
- Situación: Ambas superficies han permanecido en el mismo ambiente durante mucho tiempo.
- Principio: La sensación térmica también depende de la rapidez con la que cada material transfiere energía a la piel.
- Qué se observa: El metal extrae energía de la mano más rápidamente que la madera.
- Razonamiento: La sensación puede diferir aunque las dos superficies estén cerca del equilibrio térmico con el aire.
- Conclusión: No se puede decidir la temperatura con el tacto
- Interpretación: Un termómetro produce una lectura comparable; la piel no es un instrumento calibrado.
Lectura con incertidumbre
El intervalo va de 24,3 °C a 24,9 °C
Problema: Un termómetro informa t = (24,6 ± 0,3) °C. ¿Qué intervalo representa esa expresión?
- Datos: Valor indicado = 24,6 °C; incertidumbre = 0,3 °C
- Principio: Intervalo = valor indicado ± incertidumbre
- Sustitución: Límite inferior = 24,6 − 0,3; límite superior = 24,6 + 0,3
- Cálculo: Límite inferior = 24,3 °C; límite superior = 24,9 °C
- Resultado: El intervalo va de 24,3 °C a 24,9 °C
- Interpretación: La incertidumbre acompaña al resultado; no significa que cualquier valor del instrumento sea igualmente fiable.
Horno industrial a alta temperatura
Se selecciona un termopar especificado para ese horno
Problema: Se necesita seguir la temperatura dentro de un horno alrededor de 650 °C. ¿Qué sensor es una elección razonable?
- Situación: La sonda puede entrar en contacto con el medio y debe soportar alta temperatura.
- Principio: El termopar genera una tensión termoeléctrica relacionada con la diferencia de temperatura entre uniones.
- Qué se observa: Un termistor común trabaja en un intervalo mucho menor; el termopar se fabrica para rangos altos.
- Razonamiento: También deben elegirse el tipo de termopar, la protección de la sonda y la compensación de la unión de referencia.
- Conclusión: Se selecciona un termopar especificado para ese horno
- Interpretación: No se elige solo por el nombre del sensor: importan rango, ambiente, montaje e incertidumbre requerida.
Pieza caliente en movimiento
Se usa termometría infrarroja con geometría y emisividad controladas
Problema: Una lámina caliente avanza por una banda y no puede tocarse. ¿Qué instrumento permite medir su superficie?
- Situación: El objetivo se mueve y debe medirse a distancia.
- Principio: Un termómetro infrarrojo estima la temperatura a partir de la radiación recibida desde una zona de la superficie.
- Qué se observa: El campo de visión debe quedar contenido en la lámina y la emisividad debe ser adecuada.
- Razonamiento: Si el punto medido incluye fondo o reflejos, la lectura puede quedar sesgada.
- Conclusión: Se usa termometría infrarroja con geometría y emisividad controladas
- Interpretación: El instrumento mide la superficie visible, no la temperatura interna de la pieza.
Baño de laboratorio estable
Una PRT calibrada es una elección adecuada
Problema: Un laboratorio necesita comparar cambios pequeños cerca de 25 °C en un baño líquido. ¿Qué opción favorece estabilidad y trazabilidad?
- Situación: El intervalo es moderado y se priorizan estabilidad, repetibilidad y baja incertidumbre.
- Principio: Un termómetro de resistencia de platino relaciona la resistencia eléctrica del sensor con la temperatura.
- Qué se observa: La sonda se sumerge a la profundidad indicada y se conecta a una lectura compatible.
- Razonamiento: Se espera el equilibrio y se aplica la calibración correspondiente al conjunto sonda-lector.
- Conclusión: Una PRT calibrada es una elección adecuada
- Interpretación: La resolución de la pantalla no reemplaza la calibración ni determina por sí sola la exactitud.
Temperatura máxima y mínima del aire
El sensor debe instalarse protegido y ventilado
Problema: Una estación escolar quiere registrar los extremos diarios del aire. ¿Basta con colgar un termómetro al sol?
- Situación: La radiación solar directa calentaría el instrumento y alteraría la lectura del aire.
- Principio: La medición meteorológica depende del sensor y de su emplazamiento.
- Qué se observa: Se usa un sensor de máxima y mínima o un registrador dentro de una protección ventilada.
- Razonamiento: La protección reduce el calentamiento por radiación y permite comparar días y estaciones.
- Conclusión: El sensor debe instalarse protegido y ventilado
- Interpretación: Una lectura sin ubicación y condiciones de exposición puede no representar la temperatura del aire.
Agua para un baño
Elegir una sonda digital de contacto.
Problema: Se quiere comprobar si el agua está cerca de 37 °C y puede tocarse.
- Datos: Agua líquida; rango cercano a 37 °C; contacto permitido.
- Principio: Una sonda de contacto mide la temperatura del agua cuando se sumerge correctamente.
- Sustitución: Se introduce una sonda digital apta para líquidos sin tocar el recipiente.
- Cálculo: Se espera a que la lectura se estabilice.
- Resultado: Elegir una sonda digital de contacto.
- Interpretación: La elección responde al objeto y al contacto permitido, no solo a que la pantalla sea digital.
Banda transportadora caliente
Elegir un termómetro infrarrojo.
Problema: Se necesita vigilar una superficie caliente que se mueve y no debe tocarse.
- Datos: Superficie móvil; temperatura alta; contacto no permitido.
- Principio: Un pirómetro infrarrojo estima la temperatura superficial a partir de la radiación.
- Sustitución: Se ajustan emisividad, distancia y tamaño del objetivo.
- Cálculo: Se apunta a una zona que llene el campo de visión.
- Resultado: Elegir un termómetro infrarrojo.
- Interpretación: La lectura representa principalmente la superficie y puede alterarse por reflejos.
Referencia de laboratorio
Elegir una PRT calibrada.
Problema: Se necesita una medición estable y comparable en un baño de calibración.
- Datos: Rango moderado; alta estabilidad; contacto permitido.
- Principio: Una resistencia de platino ofrece una respuesta estable cuando se usa con lectura y calibración adecuadas.
- Sustitución: Se coloca una PRT con la inmersión indicada.
- Cálculo: Se espera el equilibrio térmico y se registra la incertidumbre.
- Resultado: Elegir una PRT calibrada.
- Interpretación: La calidad depende del sistema completo, no únicamente del sensor.
Control de una habitación
Elegir un termistor integrado en el termostato.
Problema: Un termostato debe detectar cambios pequeños alrededor de 22 °C.
- Datos: Aire interior; rango estrecho; respuesta eléctrica sencilla.
- Principio: Un termistor cambia su resistencia de manera sensible con la temperatura.
- Sustitución: El circuito convierte la resistencia en una lectura de temperatura.
- Cálculo: Se calibra el conjunto en el rango de uso.
- Resultado: Elegir un termistor integrado en el termostato.
- Interpretación: Es una opción práctica para control, aunque no sustituye a un patrón de laboratorio.
Ahora te toca a ti
Ejercicio 1
Una lectura es (21,8 ± 0,2) °C. ¿Cuál es el intervalo?
Comprobar respuesta
Respuesta: De 21,6 °C a 22,0 °C.
Se resta y suma 0,2 °C al valor 21,8 °C.
Ejercicio 2
Tres lecturas son 20,1 °C, 20,3 °C y 20,2 °C. ¿Cuál es el promedio?
Comprobar respuesta
Respuesta: 20,2 °C.
(20,1 + 20,3 + 20,2)/3 = 20,2.
Ejercicio 3
Se quiere medir por contacto un horno a 700 °C. ¿Termistor común o termopar especificado para ese rango?
Comprobar respuesta
Respuesta: Termopar especificado para ese rango.
El rango y la protección de la sonda deben ser compatibles con el horno.
Ejercicio 4
Un termómetro infrarrojo observa un objetivo más pequeño que su campo de visión. ¿La lectura representa solo el objetivo?
Comprobar respuesta
Respuesta: No necesariamente.
Puede incluir radiación del fondo que rodea al objetivo.
Ejercicio 5
¿“Digital” identifica por sí solo el principio del sensor?
Comprobar respuesta
Respuesta: No.
La pantalla puede recibir señal de un termistor, una PRT, un termopar u otro sensor.
Errores frecuentes
Error: Usar el tacto para decidir cuál objeto está a menor temperatura.
Corrección: Usa un instrumento apropiado y espera una lectura estable.
La sensación depende también de la transferencia térmica hacia la piel.
Error: Creer que más decimales significan mayor exactitud.
Corrección: Revisa calibración, incertidumbre y especificaciones.
La resolución de la pantalla es solo una característica del sistema.
Error: Explicar el termopar por la dilatación de dos metales.
Corrección: Descríbelo mediante el efecto termoeléctrico y sus uniones.
La curvatura por dilatación diferencial corresponde al sensor bimetálico.
Error: Apuntar un termómetro infrarrojo a cualquier distancia.
Corrección: Controla campo de visión, tamaño del objetivo, emisividad y reflejos.
El detector integra radiación de la zona que realmente observa.
Error: Medir el aire con el sensor pegado a una pared o bajo el sol.
Corrección: Elige un emplazamiento ventilado y protegido.
La radiación y las superficies cercanas pueden dominar la lectura.
Conexiones útiles
El método general se explica en medición física. La temperatura es una de las propiedades físicas del sistema y puede modificar su volumen, como se estudia en expansibilidad.
Pon a prueba lo aprendido
Pregunta 1 de 10
La temperatura se mide con:
Pregunta 2 de 10
Un termopar responde principalmente a:
Pregunta 3 de 10
Un sensor bimetálico funciona por:
Pregunta 4 de 10
Una PRT mide el cambio de:
Pregunta 5 de 10
Un termómetro infrarrojo mide sobre todo:
Pregunta 6 de 10
Más cifras en pantalla garantizan mayor exactitud:
Pregunta 7 de 10
t=(20,0±0,5) °C abarca:
Pregunta 8 de 10
Para medir aire exterior conviene:
Pregunta 9 de 10
Digital describe principalmente:
Pregunta 10 de 10
Antes de elegir instrumento se debe definir:
Resultado del test
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Revisa tus errores
Preguntas frecuentes
Hasta que la indicación se estabilice. El tiempo depende de la masa del sensor, el medio y el contacto térmico; una lectura inmediata puede representar al sensor antes de alcanzar el equilibrio.
No existe un intervalo universal. Se define según uso, estabilidad histórica, exigencia de incertidumbre, condiciones ambientales y recomendaciones del fabricante o del laboratorio.
Por lo general no: estima la temperatura de la superficie que llena su campo de visión y su lectura depende también de la emisividad y de los reflejos.
Puede conducir calor por el tallo y mezclar la temperatura del medio con la del ambiente. Debe respetarse la profundidad de inmersión indicada para el sensor.
No. Los dígitos describen resolución de lectura, pero la elección también exige rango, exactitud, calibración, respuesta y adecuación al objeto.
Fuentes y revisión editorial
Cómo citar este artículo
Editorial Ejemplode. (2026, 6 de August). Instrumentos para medir la temperatura: tipos y ejemplos. https://www.ejemplode.com/fisica/instrumentos-para-medir-la-temperatura/
Fuentes consultadas
- NIST: Selecting an Alternative ThermometerElección entre termistor, termopar, resistencia de platino y líquido en vidrio según el uso.
- NIST ThermometryCalibración y principios de termómetros digitales, de resistencia y termopares.
- NIST: Precise Temperature Measurements with Invisible LightTermometría de radiación, campo de visión y medición infrarroja sin contacto.
- OpenStax College Physics, 13.1: TemperatureTemperatura, equilibrio térmico y diferencia entre sensación y medición.
- WMO-No. 8: Guide to Instruments and Methods of ObservationMedición meteorológica de temperatura, emplazamiento, calibración y comparación de instrumentos.
- The Effects of Emissivity and Camera Point-Spread Function on Temperature MeasurementsEfecto de la emisividad en la medición infrarroja de temperatura superficial.
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