Fórmulas de temperatura Química

En términos cotidianos, la temperatura es una medida de la "calidez" o "frialdad" de una sustancia. Más técnicamente, la temperatura indica la dirección en la que fluye la energía (como calor) cuando dos objetos están en contacto térmico: la energía fluye como calor de una región de alta temperatura a una región de baja temperatura. En otras palabras, la temperatura es simplemente un indicador de la dirección esperada del flujo de energía como calor.

La temperatura no es calor. El calor es energía en transición; la temperatura es el signo de la dirección esperada de esa transición. Una gran cantidad de energía puede fluir como calor de una región a otra, aunque la diferencia de temperatura entre las regiones sea mínima.

La temperatura no es energía. Un bloque muy grande de metal frío tendrá una temperatura baja pero puede contener una cantidad muy grande de energía. Un pequeño bloque del mismo material que tiene la misma temperatura contendrá menos energía. Esta distinción se expresa diciendo que la temperatura es una propiedad intensiva, una propiedad independiente del tamaño de la muestra; mientras que el contenido energético es una propiedad extensa, una propiedad que depende del tamaño de la muestra. Así, una muestra tomada de un tanque de agua caliente tendrá la misma temperatura independientemente del tamaño de la muestra, pero el contenido energético (más formalmente, la energía interna) de una muestra grande es mayor que el de una muestra pequeña.

A nivel molecular, la temperatura de un sistema indica la distribución de "poblaciones" de niveles de energía dentro del sistema: cuanto mayor es la temperatura, mayor es la proporción de moléculas en un estado de alta energía. Si los números de moléculas en dos estados de energía, separados por una diferencia de energía Δ E, son N superior y N inferior, entonces la temperatura es

T = (Δ E / k) ln (N inferior / N superior) (1)