La sensación de frío o de calor se asocia al hecho de que la temperatura de nuestro cuerpo está por encima o por debajo de la temperatura del ambiente que nos rodea.
Si estamos en un lugar donde cae nieve y el agua de los lagos, ríos o el mar se congela, sentiremos frío porque nuestro cuerpo tiene una temperatura muy superior a la de los objetos que nos rodean. Esto mismo sucede en lugares de alta montaña en México o en sitios ubicados a gran altura sobre el nivel del mar, en los meses de invierno.
Si la temperatura corporal es mayor que la del ambiente, entonces la energía de nuestro cuerpo tenderá a escapar hacia fuera, dándonos la sensación de frío. Lo que se hace para evitar que la energía escape al exterior por causa de esa diferencia de temperatura, generalmente, es taparse.
Por el contrario, si estamos en un lugar de nuestro país durante el verano, a baja altura sobre el nivel del mar, lo más probable es que la temperatura de nuestro cuerpo llegue a ser menor que la del ambiente. Entonces sentimos calor, porque ahora la energía de nuestro cuerpo tiende a aumentar al absorberla del ambiente; lo que comunmente se hace es ponerse ropa delgada o usar algún objeto que nos abastezca de aire fresco.
La temperatura es un concepto que desempeña un papel clave en cuanto a sentirnos confortables en nuestro ambiente vital. ¿Qué es la temperatura? Iremos profundizando en lo que este concepto significa, hasta llegar a su definición científica.
En la vida cotidiana sabemos que dejamos de tener frío si nos ponemos ropa caliente, si activamos un calentador en el interior del cuarto o si aislamos nuestro cuarto con lambrín (que es un material hecho de madera, y es un buen aislante térmico). O las tres cosas, si el calentador, la ropa y el aislamiento de las paredes y suelo con madera son insuficientes de manera separada.
Imaginemos el siguiente experimento, en el que se compara el efecto de ponerse un abrigo grueso con el de ponerse varias prendas delgadas hasta que sienta uno que se sofoca. ¿Cómo se explican las semejanzas y diferencias? ¿Se puede calentar una olla de agua envolviéndola con "ropas calientes"? Si se envuelve una olla de agua con un sarape o un abrigo y se siente la temperatura del agua con uno de los dedos, antes y después de cubrir la olla, ¿qué se percibiría con el dedo? ¿Se ha calentado el agua? Si ahora se envuelve a la olla de agua con una cobija eléctrica y se sumerge uno de los dedos en el agua, ¿se percibiría alguna diferencia con lo planteado en el párrafo anterior? Veremos que la olla envuelta con el sarape o abrigo no se calienta, aunque nosotros sí sentimos calor cuando nos tapamos con ellos.
Entre la olla y nosotros hay una gran diferencia y es que, a diferencia de los seres humanos, la olla no es un ser vivo. Nuestro metabolismo toma energía de los alimentos y parte de ella la irradiamos en forma de calor; usar ropa abrigadora impide que esta energía escape. Se puede consultar un libro de biología para ver las diferencias entre los llamados animales de "sangre caliente" y de "sangre fría".
Se introducen algunos conceptos que ayudarán a entender lo que sucede y que permitirán explicar, con más propiedad científica, las preguntas y los experimentos propuestos.
No es que haya ropas calientes o frías, en el sentido de que al contacto con otro cuerpo lo calienten o lo enfríen; lo que sí sucede es que algunas ropas impiden más que otras la fuga de la energía de nuestro cuerpo.
Imaginemos otro experimento: se calientan tres ollas con agua, una se rodea con un sarape o abrigo, la segunda con una delgada camiseta y la tercera no se envuelve. Si se revisa periódicamente el enfriamiento del agua de cada olla tocándola con el dedo, quizá se detecte que el agua caliente se enfría menos rápidamente cuando se cubre con un sarape que cuando se deja a la intemperie o se cubre con una camiseta.
Este hecho es inequívoco cuando se utiliza el dedo como termómetro. Suponiendo que "el dedo es un buen termómetro", concluiremos que la olla cubierta con el sarape tarda más en enfriarse que cuando se cubre con una camiseta, y aún más que cuando se deja a la intemperie sin protección alguna. De aquí se concluye que se puede hablar de mejores y peores aislantes de energía para retrasar el enfriamiento de los cuerpos calientes.
A los materiales aislantes de energía les llamaremos adiabáticos y a los buenos transmisores (buenos conductores) de energía los denotaremos como diatérmicos.
En otro experimento en el que se trata de pegar clips con parafina en una barra de metal y en una de asbesto, calentando los extremos con un mechero, se observará que el metal es un buen conductor de energía por calor, mientras que el asbesto es un mal conductor (figura 1).
La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que permite determinar si se trata de buenos o malos conductores. El valor de conductividad es muy bajo para los materiales adiabáticos y muy alto para los diatérmicos (figura 2). Como se observa en la figura, las escalas vertical y horizontal no son lineales. De lo analizado hasta aquí se podría concluir que para protegerse del frío se debe cubrir con materiales adiabáticos, como un sarape de lana grueso o muchas prendas delgadas.
