Última modificación: 04/06/1998


Los termoscopios de aire

    Algunos efectos de la dilatación de los sólidos y de los líquidos habían sido observados desde la Antigüedad y la expansión térmica del  aire y del vapor de agua se había aplicado al funcionamiento de ingeniosos instrumentos utilizados muy a menudo como autómatas.

    En este sentido Filón de Bizancio (siglos III-II antes de Cristo) y Herón de Alejandría (siglo I antes de Cristo ?) describieron en sus Pneumáticos una especie de termoscopios que permitían evidenciar el acaloramiento o enfriamiento del aire contenido en un balón.  Sin embargo, parece que en esta ocasión no se hizo ningún intento de localización de temperatura; en efecto, aunque Filón estaba influenciado por el mecanicismo democriteo a través de Estratón, se refiere explícitamente a la teoría aristotélica de las cualidades.

    La publicación por Commandino en 1575 de una traducción latina de los Pneumáticos de Héron volvió a poner de moda estos instrumentos en el momento en que los principios de la Física aristotélica empezaban a ser seriamente criticados.

    Por otra parte, es un símbolo el que sea Galileo quien parece haber sido el primero que redescubrió el termoscopio (hacia 1592): uno de los escasos textos de Galileo que se refieren explícitamente a este instrumento condena la distinción aristotélica entre lo frío y lo caliente consideradas en tanto que cualidades fundamentales.

   Las sustancias se dilatan con el calor y se contraen con el frío. Galileo fue quien intentó por primera vez aprovechar tal hecho para observar los cambios de temperatura. En 1603 invirtió un tubo de aire caliente sobre una vasija de agua. Cuando el aire en el tubo se enfrió hasta igualar la temperatura de la habitación dejó subir el agua por el tubo, y de este modo consiguió Galileo su «termómetro» (del griego thermes y metron, «medida del calor»). Cuando variaba la temperatura del aposento cambiaba también el nivel de agua en el tubo. Si se caldeaba la habitación, el aire en el tubo se dilataba y empujaba el agua hacia abajo; si se la enfriaba, el aire se contraía y el nivel del agua ascendía. La única dificultad fue que aquella vasija de agua donde se había insertado el tubo, estaba abierta al aire libre y la presión de éste era variable. Ello producía ascensos y descensos de la superficie líquida, es decir, variaciones ajenas a la temperatura que alteraban los resultados.

    Partidario entusiasta de los métodos cuantitativos en las ciencias biológicas, Santorio fue uno de los primeros que utilizó una escala termométrica (antes de 1612). Ésta, definida por sus puntos extremos (la temperatura de la nieve y la de la llama de una vela), tenía una graduación uniforme con subdivisión decimal. Utilizando este instrumento para estimar la temperatura humana con fines médicos, Santorio destruyó la antigua creencia según la cual el cuerpo humano está más frío por la noche que por el día.

    Otros termoscopios inspirados en modelos de Filón, Herón o Santorio fueron descritos en esta época por numerosos autores:

  • C. Drebbel (hacia 1600),
  • Francis Bacon (1620),
  • J. Leurechon (1624),
  • R. Fludd (1638),
  • A. Kircher (1641),
  • 0. de Guericke (1672), etc.
    Pero el termoscopio de aire -al que Leurechon dio equivocadamente el nombre de termómetro- era sólo un instrumento de localización poco fiel y sensible tanto a las variaciones de la presión atmosférica como a las de la temperatura. La gravedad de este último defecto revelada por las primeras observaciones barométricas fue señalada por Pascal en 1648 y luego por Boyle en 1662.

    El termoscopio de aire, condenado en esta forma demasiado sumaria, tenía que contar entonces ya con la competencia de los termómetros de líquido.

Los primeros termómetros de líquido

    En una carta de Jean Rey a Mersenne fechada en primero de enero de 1632 se encuentra la primera mención conocida de un termómetro de líquido. Simple trasposición del termoscopio de aire, este primitivo instrumento se reducía a una bola llena de agua a la que se superponía un tubo fino abierto en su extremidad superior. Algunos años más tarde (desde antes de 1650) se hicieron modelos más perfeccionados en Florencia, bajo la protección del gran duque de Toscana.

    Se trataba de termómetros de "espíritu de vino" (alcohol diluido) cuyos tubos -unos rectilíneos, adaptados a las medidas efectivas; otros recargados con adornos destinados a figurar en los salones- estaban sellados a fin de evitar las pérdidas por evaporación y llevaban una escala graduada realizada con ayuda de pequeñas perlas de vidrio y que permitía valorar la temperatura. Para posibilitar el empleo sistemático de estos instrumentos con fines de observación meteorológica o científica era necesario asegurar su comparabilidad.
 

Termómetro
Dos modelos de termómetros realizados, hacia 1660, por la Accademia del Cimento (Museo de Historia de la Ciencia, Florencia)

    Con esta finalidad los científicos florentinos definieron los puntos extremos de sus escalas (temperatura invernal mínima, temperatura animal) y dividieron el intervalo obtenido en un número constante de partes iguales, lo que postulaba la uniformidad del calibre del tubo termométrico.

    Observaciones de control, realizadas por ejemplo en el hielo fundido, permitían verificar el resultado obtenido. En otros casos era utilizado un único "punto fijo", obteniéndose la graduación por el conocimiento experimental del coeficiente de dilatación del líquido termométrico y de la relación entre los volúmenes interiores de reserva y una porción determinada del tubo.

    La utilización de estos termómetros por la Accademia del Cimento en el cuadro de un amplio esfuerzo experimental que la citada Academia emprendió a partir de 1657 le valió una gran notoriedad. Algunos ejemplares introducidos en Francia e Inglaterra contribuyeron al florecimiento de la ciencia experimental y a los nuevos progresos de la Termometría. Los perfeccionamientos esenciales a alcanzar en esta última vía se situaban en dos planos:

  • uno teórico -profundización conceptual de la noción de temperatura y definición de una escala termométrica más precisa y más racional-;
  • otro técnico: realización de instrumentos más fieles, más precisos y mejor adaptados a las diferentes necesidades teóricas y prácticas.
     Será necesario más de un siglo para que este doble esfuerzo conceptual y técnico llegue a alcanzar resultados bastante satisfactorios, pero abrirá el camino para un estudio teórico de conjunto de los fenómenos caloríficos, para una utilización práctica más eficaz de sus efectos y conducirá al mismo tiempo a importantes progresos en numerosas ramas de la ciencia pura y aplicada donde intervienen estos fenómenos, tales como la Química o la Meteorología.

Progresos de la Termometría en el siglo XVIII

    La dilatación de los líquidos aparecía como el fenómeno termométrico más sencillo de señalar; pero faltaba elegir el líquido más cómodo.

    En 1693 Halley rechazaba el empleo del agua a causa del punto de congelación demasiado elevado de este líquido.

    En 1772 J.A. Deluc mencionó otra incompatibilidad: la irregularidad de dilatación del agua y la existencia de un máximo de densidad a cuatro grados centígrados (confirmada en 1805 por un experimento célebre de Hope).

    Entre O° C (fusión del hielo) y 4° C, el volumen de una masa determinada de agua disminuye cuando la temperatura se aumenta, contrariamente a lo que ocurre con los otros líquidos; por encima de 4° C el agua sigue la regla general y su volumen es una función creciente de la temperatura. De aquí resulta, evidentemente, que el agua presenta un máximo de densidad a 4° C y que, en un cierto intervalo aproximadamente sobre esta temperatura, cada graduación de un termómetro de agua correspondería a dos valores posibles.
    El espíritu de vino, mezcla de agua y alcohol, líquido de coeficiente de dilatación elevado, permitía obtener termómetros muy sensibles; pero tenía un punto de ebullición poco elevado y una composición mal definida, al no tenerse idea clara de la distinción entre mezcla y especie química y de un método preciso para medir densidades que no será puesto a punto hasta 1768 por Baumé.

    Ello no obstante, numerosos experimentadores, en particular Réaumur, consiguieron mejorar las condiciones de su empleo que seguirá siendo muy extendido. Sin los defectos del espíritu de vino, al menos en su forma purificada, el mercurio poseía, en cambio, un coeficiente de dilatación más débil, lo que retardó su adopción como líquido termométrico.

    Si bien Boulliau lo utilizó con esta finalidad bajo la influencia de Fahrenheit.

    Este último, que se interesaba por la Termometría desde 1709, definió la primera escala termométrica que ha sobrevivido hasta nuestros días. En efecto, tras diferentes ensayos fijó en cero grados la temperatura de una cierta mezcla refrigerante y en noventa y seis grado la del cuerpo de un hombre con buena salud. En este sentido verificó que la congelación del agua y su ebullición bajo la presión atmosférica normal se producían a temperaturas fijas (respectivamente 32° y 212° de su escala) que pronto fueron empleadas de una manera general como puntos fijos fundamentales.

    El punto de congelación del agua, adoptado como punto intermedio por los físicos de la Aceademia del Cimento, fue sugerido como punto fijo por Hooke (1665), Huygens (1665), Dalancé (1688), Renaldini (1693), Newton (1701), etc.; pero la existencia del fenómeno de superfusión justificaba algunas reservas a este respecto. El punto de ebullición del agua, sugerido igualmente como punto fijo por Huygens (1665), Renaldini (1693), Amontons (1702), etc., no era superior a otros "puntos fijos" utilizados en esta época más que en el caso de que la pureza del líquido y la constancia de la presión estuvieran prescritos de forma imperativa; no parece haber sido éste el caso del termómetro de Renaldini quien, por otra parte, fue el primero en utilizar simultáneamente las des temperaturas del cambio de estado del agua como puntos fijos.
    Con la ayuda de un instrumento construido especialmente - el hipsómetro -, Fahrenheit mostró que el punto de ebullición del agua varía en función de la presión exterior, hecho que ulteriormente fue utilizado por Delue en la medida de altitudes; determinó igualmente el punto de ebullición de diferentes líquidos.

    Otra escala termométrica utilizada en algunos países de Europa occidental hasta los comienzos del siglo XIX, fija en O° y en 80° las temperaturas de congelación y ebullición del agua bajo presión normal. Aunque introducida en esta forma precisa en 1772 por el físico y meteorólogo genovés J. A. Deluc (en sus Investigaciones sobre las modificaciones de la atmósfera), esta escala lleva equivocadamente el nombre del naturalista francés Réaumur, quien en realidad graduaba sus termómetros a partir de un solo punto fijo (O', correspondiente a la congelación del agua) para un estudio previo de la dilatación del líquido termométrico y una minuciosa calibración del tubo.

    Finalmente la escala termométrica centesimal clásica (O° y 100°, respectivamente, para los puntos de congelación y ebullición del agua en condiciones normales) fue introducida por el lionés J. P. Christin (1743). Esta escala, definida hoy de manera precisa a partir de la escala internacional absoluta, lleva el nombre del físico sueco A. Celsius, que la utilizó - en forma invertida - a partir de principios de 1744.

     El empleo de los termómetros con fines meteorológicos dio origen a una parte importante de los perfeccionamientos aportados en su fabricación. Produjo igualmente la puesta a punto de instrumentos especiales tales como el

  • termómetro de máximo y mínimo
    • (Ch. Cavendish, 1757: instrumentos separados;
    • desde 1659, su empleo sólo se extendió ampliamente a partir de J. Six, 1782: instrumento único;
    • D. Rutherford, 1790: íd.);
  • termómetro registrador (A. Keith, 1795), etc.
    La mayoría de los numerosos pirómetros construidos a lo largo del siglo
  • (P. van Mussehenbroek, e. 1740;
  • J. Ellicott, 1736;
  • J. Smeaton, 1754;
  • Lavoisier y Laplace, 1781;
  • J. Ramsden, 1785)
tienen, en realidad, por objeto el estudio de la dilatación térmica de los metales sobre todo para aplicaciones en relojería y meteorología.

    El único pirómetro verdadero fue concebido por J. Wedgwood en 1782 para la determinación de la temperatura de los hornos de cerámica; se fundó en la dilatación de cubitos de arcilla.

    La lenta puesta a punto de los termómetros de diversos tipos, las largas discusiones sobre la elección del fenómeno físico escogido, sobre la definición de la escala y su graduación (punto fijo único o dos puntos fijos, etc.) revelaban de hecho el carácter convencional de cualquier intento para definir la temperatura a partir de un fenómeno físico concreto. De aquí que sean los estudios comparativos, mucho más precisos, emprendidos en la primera mitad del siglo XIX los que permitieron establecer claramente este hecho, llevando así a la definición de la escala termodinámica absoluta.

    Aunque prematuros, algunos intentos realizados en los comienzos del siglo XVIII abren, sin embargo, este camino.

La renovación del termómetro de gas y los orígenes de la noción de temperatura absoluta

    G. Amontons (en 1702 - 1703) adoptó como variable termométrica la presión de una cierta masa de aire mantenida bajo volumen constante y preservada de las fluctuaciones de la presión atmosférica; postulando a partir de resultados experimentales la dependencia de esta variable con respecto a la temperatura, rehabilitó el termómetro de aire en una forma mucho más satisfactoria y que alcanzará gran éxito a partir de mediados del siglo XIX.

    El objetivo principal de Amontons era facilitar la comparación entre mediciones realizadas en diferentes lugares y distintas épocas, comparación que permitiera emprender una amplia encuesta meteorológica en toda la Tierra y extendida durante un largo período. Anticipándose casi un siglo y medio a la noción de gas perfecto, definía la temperatura en forma de magnitud mensurable y no solamente observable, con lo cual introdujo de hecho la idea de temperatura absoluta.

     Los valores adoptados por Amontons para indicar las temperaturas de congelación y ebullición del agua - 51, 1/2 y 73 (en pulgadas de mercurio) -permiten determinar su "cero absoluto" (expresión debida a Lambert), temperatura a la cual la presión del aire sería nula y que se llama "el extremo frío de este termómetro": - 239° C.

    Recogiendo el mismo razonamiento a partir de mediciones más precisas, J.H. Lambert en su Pyrometrie (1779) obtendrá - 270,3 °C, número muy próximo ya al valor adoptado actualmente (- 273,20 C).  Para aumentar la precisión era indispensable tener un mejor conocimiento de las propiedades térmicas de los gases, lo que suponía que previamente se pusiera de manifiesto la naturaleza de tales cuerpos, además del aire, único ejemplo que era suficientemente conocido en la época de Amontons.

El estudio de las propiedades elásticas de los gases

    El rápido florecimiento de la Química neumática en el curso de la segunda mitad del siglo XVIII dio lugar a un estudio de conjunto de las propiedades físicas de los gases y especialmente de las relaciones entre el volumen, la presión y la temperatura de una masa de gas determinada.

    Si bien la ley isotérmica de Boyle-Mariotte se reveló satisfactoria, teniendo en cuenta la pequeña precisión requerida y los límites bastante restringidos de los intervalos de aplicación -y esto hasta los grandes experimentos de Regnault en el siglo XIX-, las mediciones de densidad, por el contrario, los resultados concernientes a la dilatación de gas a presión constante o la variación de su presión a volumen constante aparecían como muy divergentes.

    Mediciones más precisas, realizadas con cuidado para eliminar las principales causas de error (especialmente la humedad de los gases estudiados), permitieron establecer a Charles, antes de 1790, que el crecimiento de presión de los diferentes gases a volumen constante es proporcional a la elevación de su temperatura y a su volumen (como ya había admitido Amontons), pero no depende de su naturaleza.

    Al no hacerse públicos estos resultados habrá que esperar a 1802 para que Gay-Lussac, que había repetido el estudio experimental de una manera todavía más precisa, dé a conocer esta ley al mismo tiempo que la ley correlativa concerniente a la dilatación a presión constante.

    La primera mitad del siglo XIX conocerá una extensión considerable de las investigaciones sobre las propiedades físicas de los gases y los vapores; este desarrollo, condicionado en parte por las aplicaciones, conducirá al descubrimiento de las dos primeras leyes de la Termodinámica y la introducción por lord Kelvin en 1848 de la escala termodinámica absoluta que, fundada sobre las propiedades de los "gases perfectos", suprimirá las últimas dificultades conceptuales referentes a la noción de temperatura.

    Pero desde el siglo XVIII los progresos concretos realizados en Termometría permitirán a la vez extender las aplicaciones a la Química y a la Meteorología y, con la disociación de los conceptos de temperatura y de cantidad de calor, echar las bases de la Calorimetría, técnica indispensable para la creación de la Termodinámica.
 

EL SIGLO XIX

Termómetros de líquidos

    A comienzos del siglo XIX había quedado claramente establecido el uso del termómetro de líquidos, gracias, sobre todo, a los notables trabajos de Réaumur y Fahrenheit. Pero aún quedaba por resolver una importante cuestión, a saber, la del calibrado de la columna líquida, cuya importancia había sido presentida por Réaumur y Lambert. Gay-Lussac realizó esa operación observando las situaciones sucesivas de una columna de mercurio de algunos centímetros que se desplaza a lo largo del canal.

    Procedimientos análogos fueron utilizados o propuestos por Rudberg, Hillstrüm y Bessel.

    Con objeto de aumentar la precisión de las mediciones, Walferdin construyó, en 1840,  un termómetro llamado metastático, cuya escala no tenía más que 3 ó 4 grados, correspondiente cada uno a una longitud de unos 10 cm. El intervalo de lectura podía modificarse haciendo pasar una parte del mercurio a un depósito auxiliar. Pero la dificultad del uso de este instrumento retrasó su difusión hasta que Scheurer-Kestner elaboró un método de corrección relativamente cómodo.

    El termómetro de pesos, ideado por Dulong y Petit, consta de un depósito de vidrio que termina en un tubo afilado y recurvado. Si se llena de mercurio a 0°, cuando está a t° deja escapar cierta cantidad de líquido, cuyo peso es función de la temperatura obtenida.

    Recordemos, por último, la elaboración de térmometros de máxima y mínima por Rutherford (1794), la de los termómetros clínicos, etc.

Termómetros de gas

    Los más sencillos de estos aparatos están constituidos por un depósito lleno de gas y prolongado por un dispositivo manométrico o por un tubo horizontal que contiene un índice, el cual se desplaza según las variaciones de volumen del gas del interior.

    Se utilizaron diversos tipos de termómetros de aire: en el siglo XVII, por Van Helmont y J. C. Sturm; en el XVIII, por Amontons y Hermanu.  En el XIX se lograron importantes perfeccionamientos relacionados con las investigaciones sobre la dilatación de los gases; se deben, sobre todo, a Gay-Lussac, Regnault y Mendeleiev.

    Los termómetros de gas llamados normales, que funcionan por la variación de la presión a volumen constante, recibieron su consagración oficial cuando la Oficina Internacional de Pesos y Medidas definió con un aparato de ésos, en 1887, una escala-tipo de temperatura.

Pirómetros

    Pouillet utilizó en 1836 un termómetro de gas con depósito de platino para determinar temperaturas elevadas.  Sainte-Claire Deville y Troost (1857-1859) observaron que el platino se hace permeable a los gases a temperaturas elevadas, y añadieron al pirómetro de gas un depósito de porcelana refractaria.

    Se aplicaron también otros métodos para la determinación de las temperaturas elevadas:

  • método calorimétrico (Pouillet),
  • método de cambio de dimensiones (pirómetro de Wedgwood, constituido por cilindros de arcilla seca, 1782), procedimiento basado en la fusión y la ebullición de ciertos cuerpos (Prinsep, 1828; Appold, 1855),
  • pirómetro de resistencia eléctrica (Siemens, Callendar, 1886-1891).
    También se consiguió determinar la temperatura de los cuerpos incandescentes observando las propiedades de la luz que emiten. Así estableció Pouillet una escala de las colocaciones sucesivas que toma el platino llevado a incandescencia. Midiendo la intensidad de la luz emitida por un cuerpo calentado y transmitida por un vidrio coloreado, E. Becquerel mostró, en 1863, que a la misma temperatura todos los cuerpos opacos emiten la misma luz. El descubrimiento de las leyes de la radiación a fines del siglo XIX permitió la construcción de pirómetros ópticos mucho más precisos.

Pares termoeléctricos

    Desde el descubrimiento del efecto termoeléctrico por Seebeck (1821), este fenómeno se utilizó para la determinación de las temperaturas.

    Oersted, Pouillet, W. Thomson, Becquerel, Poggendorff, etc., tomaron parte en la elaboración de los termómetros termoeléctricos, en su estudio teórico y en la extensión de sus aplicaciones.

    Holborn y Wien (1896) mostraron las ventajas del par platino-platino rodiado, especialmente para la medición de las temperaturas elevadas.



    En 1654, el gran duque de Toscana, Fernando II, ideó un termómetro independiente de la presión atmosférica.  Este aparato contenía un líquido en una ampolla a la cual se unía un tubo recto.  La contracción y dilatación del propio líquido señalaba los cambios de temperatura.  Los líquidos cambian de volumen con la temperatura mucho menos que los gases, pero si se emplea la cantidad justa de líquido para llenar una ampolla, de modo que el líquido sólo pueda dilatarse a lo largo de un tubo muy estrecho, los ascensos y descensos dentro de ese tubo pueden ser considerables incluso para ínfimos cambios de volumen.

    El físico inglés Robert Boyle hizo algo muy parecido sobre la misma cuestión, y fue el primero en demostrar que el cuerpo humano tiene una temperatura constante bastante superior a la del medio ambiente.  Otros probaron que bajo una temperatura fija se producen siempre fenómenos físicos concretos.  Cuando aún no había terminado el siglo XVII se comprobó esa verdad en el caso del hielo derretido y el agua hirviente.

    Los primeros líquidos empleados en termometría fueron el agua y el alcohol.  Dado que el agua se hiela tan pronto y el alcohol hierve con tanta facilidad, el físico francés Guillaume Amontons recurrió al mercurio.  En su aparato, como en el de Galileo, la expansión y contracción del aire causa que el mercurio ascienda o descienda.

   Por fin, en 1714, el físico alemán Gabriel Daniel Fahrenheit combinó las investigaciones del gran duque y de Amontons introduciendo mercurio en un tubo y utilizando sus momentos de dilatación y contracción como indicadores de la temperatura.  Fahrenheit incorporó al tubo una escala graduada para poder apreciar la temperatura bajo el aspecto cuantitativo.

   Se ha argumentado no poco sobre el método empleado por Fahrenheit para establecer su escala particular. Según algunos, asignó el cero a la temperatura más baja que pudo crear en su laboratorio mezclando sal y hielo. Sobre esa base fijó la solidificación del agua a 32° y la ebullición a 212°. Esto ofreció dos ventajas: primera, el margen de temperatura donde el agua se mantiene en estado líquido era de 180°, el cual parece un número natural para su uso en conexión con los «grados». (La medida en grados del semicírculo.) Segunda, la temperatura del cuerpo se aproximaba a los 100°; aunque para ser exactos es, normalmente, de 98,61 Fahrenheit.

   Ordinariamente, la temperatura del cuerpo es tan constante que si sobrepasa en un grado o dos el nivel normal se dice que el cuerpo tiene fiebre y, por tanto, muestra síntomas evidentes de enfermedad. En 1858, el médico alemán Karl August Wunderlich implantó las frecuentes comprobaciones de la temperatura corporal como nuevo procedimiento para seguir el curso de una enfermedad.

    En la década siguiente, el médico británico Thomas Clifford Allbutt inventó el «termómetro clínico» cuyo estrecho tuvo lleno de mercurio tiene un estrangulamiento en la parte inferior.  El mercurio se eleva hasta las cifras máximas cuando se coloca el termómetro dentro de la boca, pero no desciende al retirarlo para leer la temperatura.  El hilo de mercurio se divide simplemente por el estrangulamiento, dejando fija la porción superior para una lectura constante.

    En Gran Bretaña y los Estados Unidos se emplea todavía la escala Fahrenheit y están familiarizados con ella en todas las observaciones cotidianas, tales como informes meteorológicos y utilización de termómetros clínicos.

   Sin embargo, en 1742 el astrónomo sueco Anders Celsius adoptó una escala diferente.  En su forma definitiva, este sistema estableció el punto 0 para la solidificación del agua y el 100 para la ebullición.  Con arreglo al margen de división centesimal donde el agua conserva su estado líquido, se denominó a esta escala, «centígrada», del latín centum y gradus, significando «cien peldaños».

    Casi todas las personas hablan de «grados centígrados» cuando se refieren a las medidas de esta escala, pero los científicos rebautizaron la escala con el nombre del inventor -siguiendo el precedente Fahrenheit- en una conferencia internacional celebrada el año 1948. Oficialmente, pues, se debe habla de "escala Celsius" y "grados Celsius". Todavía se conserva el signo "C". Entretanto, la escala "Celsius" ha ganado preponderancia en casi todo el mundo civilizado. Los científicos, en particular, encuentran muy conveniente esta escala.
 

CRONOLOGÍA
Hacia el 210 a.C. Filón de Bizancio, físico y escritor, inventa una forma parecida del termómetro (termoscopio, antecesor del termómetro)
Hacia el 100 Herón de Alejandría, matemático y mecánico griego, desarrolla un termómetro sencillo (termoscopio)
1592 Galileo inventa en Pisa el termómetro de gas o de aire.
1624 El jesuita Jean Leurechon emplea por primera vez la expresión "termómetro"
1714 Gabriel Daniel Fahrenheit construye el primer termómetro de mercurio realmente operativo
1731 El holandés Johann Joosten van Musschenbroek construye el pirómetro
1757 Charles Cavendish construye el primer termómetro de máxima y mínima
1800 El relojero Jörgensen inventa en Copenhague el termómetro metálico
1816 El químico y físico francés Pierre Louis Dulong y el profesor de física parisino Alexis Thérése Petit inventan un termómetro de rebose extremadamente preciso. Su funcionamiento se basa en la medición del volumen o el peso de las cantidades de líquido que rebosan de un recipiente, llenado hasta su borde, como consecuencia de la dilatación originada por el aumento de la temperatura.
1817 Abraham-Louis Breguet inventa el termómetro bi o trimetálico
1857 A. F. Svanberg construye el primer termómetro de resistencia eléctrica.
1869 El industrial alemán Wilhelm Siemens y el físico alemán Karl Ferdinand Braun inventan, independientemente uno del otro, el pirómetro eléctrico.
1883 El astrofísico estadounidense Samuel Pierpoint Langley determina la temperatura superficial del Sol (6427 °C)
1884 El químico e industrial alemán Otto Schott crea en Jena el vidrio empleado para la construcción de termómetros extremadamente fiables.

Galileo construye el termómetro

1592

    El astrónomo y fisico italiano Galileo Galilei inventa un aparato de vidrio para medir la temperatura, formado por una esfera cerrada por su extremo superior y conectada a un tubo por el inferior.  El extremo abierto del tubo, que desciende perpendicularmente desde la esfera de vidrio, se sumerge en un recipiente lleno de agua.  Cuando el aire contenido en la esfera se enfría, el agua asciende por la cánula de vidrio, indicando la diferencia de temperatura.  Sin embargo, este dispositivo de medida no sólo es sensible a las variaciones de la temperatura sino que registra las de la presión, por lo que no resulta adecuado para mediciones precisas.  Además, el instrumento sólo señala diferencias en la temperatura y no los valores de ésta, ya que no se dispone todavía de ninguna escala de temperaturas.

    El holandés Cornelius Drebel desarrolla un sistema que tampoco resulta adecuado para la medida. Sin embargo, Galileo estimula con sus nuevos inventos a otros científicos de la Accademia del Cimento, de Florencia, para que desarrollen instrumentos más adecuados.

    Pronto construyen termómetros de vidrio en forma de tubo y cerrados por ambos extremos, en cuyo interior la columna de alcohol, y más tarde también de mercurio, indica la temperatura gracias a su dilatación o contracción.  Los discípulos de Galileo aprovechan el hecho de que los líquidos son más ligeros cuando aumenta la temperatura.


Fahrenheit mide la temperatura

1714

    El fisico Gabriel Daniel Fahrenheit, originario de la ciudad de Danzig, perfecciona el termómetro inventado por el científico italiano Galileo Galilei y mejorado con posterioridad por otros sabios de la misma nacionalidad.

    Para ello, emplea un termómetro basado en la dilatación del mercurio desarrollado en 1657 por «los dottores» de la Academia del Cimento de Florencia, modificando el instrumento de tal manera que permite despreciar el efecto de la presión del aire.  La introducción de una escala termométrica por parte de Fahrenheit tiene una importancia capital, pues hasta la fecha se desconocía este tipo de escalas.  Por esta razón, antes resultaba imposible indicar temperaturas absolutas.

    Sin embargo, el invento de la escala no se debe al mismo Fahrenheit sino a Christiaan Huygens, quien en 1665 propuso ya el empleo del punto de fusión del hielo y del punto de ebullición del agua al nivel del mar como puntos fundamentales para la creación de una escala termométrica.  De todos modos, Fahrenheit elige otros puntos fijos, que son la temperatura de una mezcla refrigerante compuesta por hielo, agua y cloruro amónico, a la que asigna el valor cero, el punto de congelación del agua, al que asigna el valor 32, y el punto de ebullición de ésta, al que hace corresponder el valor de 212 grados.


Musschenbroek mide altas temperaturas

1731

    El holandés Johann Joostem van Musschenbrock construye el primer pirómetro. Este dispositivo se basa ante todo en el principio de la dilatación de una barra de metal por la acción del calor.

    La idea básica para la medición exacta de la temperatura ya la había formulado en estas mismas consideraciones el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit con el fundamental y práctico establecimiento de su escala termométrica. Dicha escala puede prolongarse más allá del punto de ebullición del agua (212 °F).

    La medición exacta de temperaturas muy altas es de gran importancia para toda una serie de procesos técnicos en los que se logran los resultados deseados sólo si es posible mantener ciertas temperaturas. Entre dichos procesos se encuentran, por ej., los relacionados con la fusión de los metales, los de la cocción de la cerámica, la fusión del vidrio y la sinterización de la porcelana.

    Sin embargo, no es posible determinar con termómetros convencionales las altas temperaturas de las sustancias que se encuentran en aquel momento en un estado de incandescencia. Un método que permite esa determinación es el debido a Musschenbroek, ya que se mide la temperatura a distancia.

    El holandés somete una barra de metal, mantenida en condiciones experimentales que pueden reproducirse con gran fidelidad (distancia, ángulo, etc.), a la acción propia de la radiación térmica procedente del material incandescente o de las llamas de un horno.

    Esto hace que, a pesar de encontrarse alejada del foco de calor, la barra se dilate. Al igual que sucede con el termómetro de mercurio, la dilatación del metal se utiliza de manera secundaria como medida de la temperatura.

    De esta manera se abre el camino a nuevas e importantes conquistas técnicas.


La temperatura solar

1883

    El estadounidense Samuel Pierpoint Langley determina, gracias a la utilización del bolómetro que él mismo había inventado en el año 1861, el valor de la constante solar, estableciendo que es de «3 calorías» (lo que constituye evidentemente una unidad de medida inadecuada) y establece a partir de este valor dudoso la temperatura en la superficie del Sol, obteniendo un valor relativa mente exacto de 6427 °C. Encuentra, además, que la energía de la radiación solar no está distribuida de manera uniforme a lo largo de todo su espectro.

    El bolómetro es un aparato que permite determinar energías de la radiación luminosa de pequeña magnitud, basándose en la modificación que experimenta la resistencia eléctrica de los metales puros en función directa de la temperatura.


Termómetro trimetálico

1817

    El francés Abraham-Louis Breguet, nacido en Suiza, inventa el termómetro formado por un resorte metálico (termómetro trimetálico). Este elemento sensible a las variaciones de la temperatura está for mado por un resorte espiral de tres tiras de platino, oro y plata soldadas entre sí. Estos metales poseen coeficientes de dilatación térmica muy distintos. El aumento o la disminución de la temperatura provoca entonces variaciones notables en la curvatura del resorte.

    Breguet sujeta uno de los extremos del resorte a una caja en la que monta una aguja indicadora, que señala la temperatura sobre una escala con gran exactitud.


Corriente eléctrica a partir de energía calorífica

1821

    El fisico alemán Thomas Johann Seebeck descubre el termopar o pila termoeléctrica.

    Cuando Seebeck deposita una lámina de bismuto sobre otra de cobre y sitúa el conjunto entre los extremos de un «conductor multiplicador», es decir, una bobina conductora, se percata de que cada vez que toca las láminas con la mano una aguja magnética situada en la bobina se desplaza ligeramente.  Seebeck descubre de este modo el hecho de que el calor de la mano es la energía que provoca estos «fenómenos magnéticos».  La observación de este hecho experimental le convierte en el descubridor de la termoelectricidad, a la que él llama «termomagnetismo».


El termómetro clínico

1867

    Thomas Clifford Alibott rinde excelentes servicios en problemas puramente médicos, como la sífilis y la angina de pecho, pero su mayor honra la constituye, sin duda, el invento de un instrumento médico de empleo frecuente y generalizado, ya que lo usan tanto el médico como el profano: el termómetro clínico.

    En 1867 idea un termómetro de escasa longitud, no más de 12 cm, que alcanza su punto de equilibrio en cinco minutos. Entonces, y sólo entonces, se hace posible medir la temperatura corporal de manera rutinaria y efectuar gráficos del curso de la fiebre.