Conceptos Fundamentales de Física: Magnitudes, Temperatura, Masa y Densidad

La Temperatura: Una Propiedad Fundamental de la Materia

La temperatura es una propiedad general de la materia y una magnitud física, ya que podemos medirla con un termómetro. La unidad de temperatura que habitualmente utilizamos en España es el grado Celsius (ºC). En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se utiliza el kelvin (K).

Actualmente, existen tres escalas comúnmente usadas para medir la temperatura:

• La escala Fahrenheit (°F)
• La escala Celsius (°C)
• La escala Kelvin (K)

Las conversiones entre estas escalas son fundamentales en física. Las que más nos interesan son:

• De Fahrenheit a Celsius: ºC = (ºF - 32) / 1.8
• De Kelvin a Celsius: ºC = K - 273.15

Magnitudes Físicas y sus Definiciones Esenciales

En Física, es crucial entender qué son las magnitudes y cómo se miden. A continuación, se presentan las definiciones clave:

Magnitud

Cualquier propiedad de la materia que se pueda medir.

Unidad de Magnitud

Porción de la magnitud, elegida arbitrariamente, que se utiliza para medir la magnitud por comparación.

Medir

Proceso de comparar una magnitud con su unidad correspondiente. El resultado de una medida es siempre un número seguido de sus unidades.

Magnitudes Fundamentales en Física

En Física, se consideran magnitudes fundamentales aquellas que no pueden definirse en términos de otras magnitudes. Estas son:

• La longitud
• La masa
• El tiempo
• La temperatura termodinámica
• La intensidad de corriente eléctrica
• La cantidad de sustancia
• La intensidad luminosa

Tipos de Magnitudes

Las magnitudes físicas se clasifican principalmente en dos tipos:

Magnitudes Escalares

Cuyo valor queda determinado por una cifra seguida de su correspondiente unidad (por ejemplo: temperatura, longitud...).

Magnitudes Vectoriales

Es necesario especificar el módulo, la dirección y el sentido del vector que las representa (por ejemplo: velocidad, fuerza...).

Magnitudes Derivadas: Superficie, Volumen, Masa y Densidad

Las magnitudes derivadas son aquellas que se obtienen a partir de las magnitudes fundamentales.

Superficie

Magnitud derivada de la longitud. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cuadrado (m²), que se define como la superficie de un cuadrado que tiene por lado un metro.

Volumen

Es una magnitud derivada de la longitud. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m³), que corresponde al volumen de un cubo que tiene por lado un metro.

Masa y Densidad

La masa se mide con una balanza y es una magnitud que no varía en función del lugar en el que se haga la medición. Cuando un cuerpo tiene más masa, también pesa más, pero el peso es algo variable en función del lugar en el que se efectúa la medida.

• Unidad de masa: kilogramo (kg)
• Unidad de peso: newton (N)

La densidad es una propiedad intrínseca de la materia que relaciona la masa de un cuerpo con su volumen. Se calcula mediante la fórmula:

densidad = masa / volumen

Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m³).

Relación entre Volumen y Capacidad

La siguiente tabla muestra la equivalencia entre unidades de volumen y capacidad, facilitando la comprensión de estas magnitudes en diferentes contextos: