Práctica No. 1 “Medición de temperatura”

Práctica  No. 1

“Medición de temperatura”

Objetivo:

A través de la medición con diversos termómetros, el estudiante obtendrá valores de temperatura de un sistema termodinámico, los transformará a otras escalas y realizará los cálculos necesarios para determinar el intervalo de incertidumbre de cada termómetro y la sensibilidad

Medición de temperatura[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5]

                   Sistema termodinámico                                             Estado termodinámico

Temperatura[pic 6][pic 7]

Absoluta                                  Relativa        [pic 8][pic 9]

                                                  Kelvin                                  Fahrenheit        

                                                 Rankine                                Celsius

Fundamentación teórica:

Sistema termodinámico.- Es una porción del universo que separa física o imaginariamente del resto del universo para su estudio.

Estado termodinámico.- Es la situación en que se encuentra un sistema termodinámico debido a los valores de sus propiedades. A una propiedad que puede medirse se le llama magnitud.

La temperatura es una de las siete magnitudes fundamentales de la física en el sistema internacional y es muy importante para determinar el estado termodinámico de un sistema. Desde el punto de vista microscópico la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas que forman un sistema. Para poder medir una magnitud se requiere un instrumento adecuado. En el caso de la temperatura el instrumento empleado, más común, es el termómetro de líquido en vidrio. El principio con el que funciona es la expansión volumétrica de los líquidos al aumentar su energía térmica. El líquido (normalmente mercurio o líquidos orgánicos) se encuentra en un depósito y al absorber calor se dilata y se desplaza por un tubo capilar. Un instrumento requiere que se establezca una unidad y una escala de medición. Las escalas de temperatura pueden ser relativas (como la Celsius y la Fahrenheit) o absolutas (como la Kelvin y la Rankine). Las relativas tienen valores negativos y las absolutas no. Solo se construyen termómetros con escalas relativas.

 Escala Celsius.- En esta escala el cero corresponde al punto de fusión del hielo y el 100 al punto de evaporación del agua ambos a la presión atmosférica al nivel del mar. Cada una de las cien subdivisiones se llama grado Celsius. La escala se continúa con esos mismos grados por encima de cien y por debajo del cero. Escala Fahrenheit.- El cero se basó originalmente en el punto de congelación de una mezcla de hielo y sales y los 100 grados en la temperatura normal del cuerpo humano. Actualmente los valores de referencia son 32 y 212 grados Fahrenheit con respecto a los puntos de congelación y ebullición del agua respectivamente. El avance de 1ºC equivale a 1.8ºF

 Cero absoluto.- Es la temperatura más baja que idealmente pudiera existir. Es la temperatura a la que las moléculas de una sustancia dejarían de moverse por completo. En la escala Celsius de temperatura, el cero absoluto corresponde a -273.15°C

Escala kelvin.-En esta escala no hay temperaturas negativas, ya que se basa en el cero absoluto, a su unidad de medición se le llama kelvin que se representa con el símbolo K (la letra K debe ser mayúscula), en la conferencia Internacional de pesas y medidas efectuada en 1954, al punto triple del agua se le asignó el valor de 273.16 K, así un kelvin se define como 1/273.16 del intervalo entre el cero absoluto y la temperatura del punto triple del agua. Las magnitudes de los intervalos en la escala Kelvin y Celsius son idénticas. Es decir escala la Kelvin tiene una relación de 1:1 con respecto a la escala Celsius, estas dos escalas difieren por una constante de 273.15, así la ecuación resultante:

T(K)  [pic 10]

La escala de temperatura termodinámica en el Sistema Internacional es la escala Kelvin en honor a Lord Kelvin.

 Escala Rankine.- Es la escala absoluta que corresponde a la escala Fahrenheit. Los valores de referencia son 491.67 y 671.67 grados Rankine con respecto a los puntos de congelación y ebullición del agua.

Ecuaciones detalladas para la conversión entre diversas escalas.

De ºC a K     T(K)  [pic 11]

De ºC a ºF  T (°F) =  [pic 12]

                                  De K a R     [pic 13]

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