Cómo convertir grados Celsius a Kelvin

Saber transformar grados Celsius a Kelvin es esencial para todo estudiante de química, física o biología ya que la temperatura es una variable que interviene en prácticamente todos los fenómenos naturales. Esta conversión es muy fácil ya que ambas escalas solo se diferencian en la posición del cero de la escala. Sin embargo, es más fácil de comprender y, sobre todo, de recordar si se entiende de dónde vienen ambas escalas y cómo se usan.

La escala Celsius (°C)

Es una escala de temperatura inventada en 1742 por Anders Celsius, un astrónomo sueco. Esta escala se establece en función de los puntos de congelación y de ebullición del agua a nivel del mar. El punto de congelación del agua es el punto de referencia al que se le asignó la temperatura de 0 °C, mientras que al punto de ebullición se le asignó la temperatura de 100 °C, razón por la cual originalmente se llamó escala centígrada de temperatura, una denominación que aún perdura hoy en el uso habitual.

La escala Celsius es una escala relativa de temperatura. Esto quiere decir que no mide la temperatura absoluta de un cuerpo, sino que solo expresa cuanto mayor o menor es su temperatura en comparación con la temperatura de referencia, en este caso, la del punto de fusión o congelación del agua. La segunda temperatura de referencia sirve para determinar el “tamaño” del grado centígrado.

El Kelvin y La escala absoluta de temperatura (K)

A diferencia de la escala centígrada o Celsius, la escala Kelvin sí es una escala absoluta de temperatura, pues no depende de ningún punto de referencia. El cero de la escala Kelvin realmente indica la ausencia de energía térmica en un cuerpo. Es decir, el 0 de la escala Kelvin es el cero absoluto de temperatura, no puede haber ninguna por debajo de ella. Fue establecida por William Thompson (también conocido por su título nobiliario, Lord Kelvin) en 1848, quien asignó a cada unidad en su escala el mismo tamaño del grado en la escala Celsius. Esto facilita mucho la conversión de grados Celsius a Kelvin, ya que la única diferencia entre las dos escalas es la ubicación del cero absoluto, que corresponde a -273,15 °C.

Cabe resaltar que la unidad en la escala Kelvin se llama Kelvin y su símbolo es K; no se llama «grado» Kelvin ni tampoco lleva el símbolo de grado (°). Esto se debe justamente a que es una escala absoluta y no relativa. Por ejemplo, 273 K se lee doscientos setenta y tres Kelvin y no doscientos setenta y tres «grados» Kelvin.

Fórmula para convertir grados Celsius a Kelvin

Para transformar grados Celsius a Kelvin, solo es necesario tomar la temperatura en grados Celsius y sumarle 273,15. Comúnmente se escribe:

Al utilizar esta fórmula, °C representa la temperatura en grados Celsius (la que se quiere convertir) y no un grado Celsius, y el resultado da directamente en Kelvin. Para evitar confusiones entre las variables que aparecen en la ecuación y las unidades de la temperatura, es preferible no colocar las unidades en el momento de hacer la conversión, sino solo el valor numérico. Luego de llevar a cabo la operación, se coloca el símbolo de Kelvin (K).

Ejemplo:

Supongamos que queremos convertir la temperatura promedio del cuerpo humano, que es 37,00 °C, a Kelvin. El primer paso es sustituir °C en la fórmula por 37,00 (sin unidades para evitar confusión). Luego se realiza la operación, y finalmente se añade K:

Una forma más correcta de la fórmula para convertir Celsius a Kelvin

La fórmula anterior, a pesar de ser fácil de utilizar, muchas veces genera confusión debido a que no se pueden incluir las unidades salvo al final. Para evitar esto, es preferible utilizar una forma más correcta de la misma ecuación. En muchos libros de física y termodinámica, la temperatura absoluta se representa con la letra T, mientras que la temperatura relativa en grados Celsius se representa con la letra griega θ (teta, que es la t del alfabeto griego). Así, la fórmula anterior queda:

En este caso, K y °C sí representan las unidades Kelvin y grados centígrados, mientras que T y θ representan las temperaturas en las respectivas unidades. Para obtener la temperatura en Kelvin (es decir, T), solo hace falta despejar T multiplicando ambos miembros de la ecuación por K.

Ejemplo:

Supongamos que se quiere transformar el punto de ebullición del argón, que es -185,8 °C, a Kelvin. En este caso, se tiene que θ = -185,8 °C y se quiere saber el valor de T. Entonces, solo se necesita sustituir θ en la fórmula y resolver para T:

Es importante notar que las unidades en el primer término del miembro derecho se cancelan, así que se puede sumar el número resultante con 273,15. Ahora, despejando T, que es la temperatura en Kelvin (la que queremos), se obtiene:

Pistas para convertir grados Celsius a Kelvin

Siempre que se lleve a cabo una conversión de unidades es importante revisar que el resultado tenga sentido, ya que incluso el ingeniero más experimentado puede equivocarse, incluso al utilizar fórmulas tan sencillas como ésta. En el caso de las conversiones de Celsius a Kelvin y viceversa, en un caso hay que sumar 273,15 y en el otro hay que restar, y es muy común olvidar cuándo se hace lo uno y lo otro. Para garantizar que siempre se está llevando a cabo la conversión correctamente, se pueden tener en cuenta las siguientes dos pistas:

• La temperatura en Kelvin siempre debe ser mayor que la temperatura en grados Celsius. Por ejemplo, si al transformar 400 °C a Kelvin el resultado da 127 K, la transformación está mal, ya que la temperatura en Kelvin nunca puede ser menor que la temperatura en °C.
• La temperatura en Kelvin nunca puede ser negativa, ya que es una escala absoluta y el valor mínimo es cero (sin unidades, solo cero). Si al convertir una temperatura a Kelvin, el resultado da, digamos, -150 K, la conversión está mal.

La conversión inversa, de Kelvin a Celsius

Para convertir de Kelvin a grados Celsius, solo hace falta despejar cualquiera de las dos ecuaciones, lo que implica restar 273,15 en ambos lados de la fórmula:

O, de forma más correcta,

Cómo convertir Celsius a otras unidades

La temperatura en grados Celsius se puede convertir a cualquier otra escala de temperatura, sea esta relativa o absoluta. Por ejemplo, también se puede convertir grados Celsius a Fahrenheit (que es una escala relativa) o se puede convertir grados Celsius a Rankine (que es una escala absoluta).

Fuentes

• Atkins, P. y de Paula, J. (2008). Química Física. (8va ed.). Editorial Médica Panamericana.