Práctica Temperatura Y Verificación De Termómetro Digital

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Laboratorio de Termodinámica

Práctica 3

Temperatura y verificación de termómetro digital

Equipo 1

Alexis Mancio

Lorena Sánchez

Selene Perea

Samuel Silva

Objetivos

-Conocer el concepto de temperatura, las escalas termométricas, la relación de conversiones de estas mismas y los instrumentos de medición.

-Reflexionar acerca de la importancia que tiene el procedimiento de la calibración de un instrumento de medición, y por tanto, lo importante que es manejar las escalas apropiadas.

-Saber qué es una curva de calibración, así mismo, conocer cómo elaborarla e interpretarla.

-Proponer una nueva escala termométrica para medir la temperatura.

Materiales

1 vaso Dewar

2 termómetros de mercurio

1 termómetro digital

1 resistencia de tallo corto

2 vasos de precipitados

Agua

Hielo

Procedimiento experimental

Cubrimos la escala de uno de los termómetros de mercurio con cinta. En un vaso de pp colocamos agua con hielo y medimos con los tres termómetros la temperatura del agua en el vaso. Registramos los datos, y en el caso del termómetro con la escala cubierta, hicimos una marca a la altura del mercurio en el termómetro sin cubrir. En otro vaso calentamos agua con la resistencia hasta ebullición y nuevamente tomamos la temperatura con los tres termómetros, registramos el dato de cada uno y procedimos a hacer mezclas de agua fría y caliente para poder variar las temperaturas y así obtener 10 registros distintos.

Una vez concluidas las determinaciones, retiramos la cinta del termómetro, medimos las distancias entre las marcas y determinamos los puntos fijos mínimo y máximo de la nueva escala propuesta e hicimos la división correspondiente para obtener los valores de cada grado.

Elaboramos una gráfica de la temperatura con la nueva escala en función de la temperatura obtenida con el termómetro sin cubrir en °C y otra gráfica de temperatura del termómetro de referencia contra la temperatura del termómetro digital calibrado. Determinamos la ecuación de la recta de la curva de calibración y el coeficiente de correlación.

Resultados

Tabla 1. Puntos fijos de escala

Puntos fijos Termómetro de Hg (°C) Termómetro de Hg (°E)

Punto de fusión del hielo 0 18

Punto de ebullición del agua 100 108

Tabla 2. Datos de temperatura para la curva de calibración

Temp. Hg °C Temp. Digital °C Diferencia

Temp. Hg-temp. Digital (°C)

0.1 0.5 0.5

12 11.7 0.3

20 20.8 -0.8

32 31.8 0.2

42 41.7 0.3

56 55.7 0.3

60 60.1 -0.1

66 65.3 0.7

73 73.5 -0.5

91 89 1

Gráfica 1. Curva de calibración de temperatura

Cálculos temperatura °E con datos de distancia en cm

(dx(cm))/(dt (cm))=(T_(°E)-T_(〖P.F.〗_(°E) ))/(T_(〖eb〗_(°E) )-T_(〖P.F.〗_(°E) ) )

T_(°E)=(dx(cm))/(dt (cm))(T_(〖eb〗_(°E) )-T_(〖P.F.〗_(°E) ))+T_(〖P.F.〗_(°E) )

Ejemplo evento 4

T_(°E)=5/13(108-18)+18

Tabla 3. Datos de temperaturas empíricas

Evento Distancias de marcas en cinta (cm) Temperatura experimental (°C) Temperatura experimental (°E)

1 0 0.1 18.0

2 2.2 12 33.2

3 3.9 20 45.0

4 5.0 32 52.6

5 6.6 42 66.7

6 8.4 56 76.1

7 9.0 60 80.3

8 9.9 66 86.5

9 10.7 73 92.1

10 13 91 108.0

Gráfica 2. Relación de escalas °E en función de °C

Cálculos temperatura °C con ecuación de relación entre temperaturas

(T_(°C)-T_(〖P.F.〗_(°C) ))/(T_(〖eb〗_(°C) )-T_(〖P.F.〗_(°C) ) )=(T_(°E)-T_(〖P.F.〗_(°E) ))/(T_(〖eb〗_(°E) )-T_(〖P.F.〗_(°E) ) )

T_(°C)=(T_(°E)-T_(〖P.F.〗_(°E) ))/(T_(〖eb〗_(°E) )-T_(〖P.F.〗_(°E) ) )(T_(〖eb〗_(°C) )-T_(〖P.F.〗_(°C) ))+T_(〖P.F.〗_(°C) )

Ejemplo evento 4

T_(°C)=(52.6-18)/(108-18)(91-0.1)+0.1

Tabla 4. Datos comparativos

T (°C) calculada con ec. algebraica T (°C) calculada con ec. de la recta

0.10 -3.9

15.5 11.8

27.4 23.8

35.1 31.6

42.3 46.1

58.8 55.7

63.0 60.0

69.3 66.4

74.9 72.1

91 88.4

Análisis de resultados

Asignamos los valores fijos para nuestra nueva escala propuesta como 18 °E el mínimo y 108 °E el máximo, refiriéndonos a fenómenos experimentales: la temperatura de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua (tomando en cuenta 0.789atm). Elegimos dividir esta nueva escala en 100 partes y procedimos a determinar la temperatura en la escala °E de cada uno de los eventos a los que tomamos lectura, para ello utilizamos la relación de escalas termométricas (la Celsius preestablecida y la nueva). Con esto obtuvimos pares de datos que nos permitieron construir una gráfica (Gráfica 2) que describe tendencia lineal, y mediante regresión observamos que el coeficiente de correlación (r=0.9928) es cercano a 1, valor que podemos interpretar como que ambas escalas tienden a incrementar proporcionalmente y de forma directa. Una vez determinada la ecuación dela recta de esta gráfica, pudimos obtener valores tanto de la relación algebraica y compararlos con datos calculados con la ecuación de la recta, notando una diferencia sustancial entre los datos de ambos métodos. Esto atribuible al

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