Temperatura

TEMPERATURA

Objetivos.

Comprender el concepto de temperatura estableciendo el equilibrio térmico entre dos o

más

sistemas. Proponer una nueva escala empírica de temperatura y relacionarla con otras

escalas

conocidas, como la escala Celsius o la escala Fahrenheit.

Cuestionario previo

1. ¿Qué establece la ley cero de la termodinámica?

R.- Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre

sí.

2. Definir temperatura.

R.- La temperatura:

es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo

que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de

partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño.

Del latín temperatura, la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad

de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está

vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

La temperatura está relacionada con la energía interior de los sistemas termodinámicos,

de acuerdo al movimiento de sus partículas, y cuantifica la actividad de las moléculas de

la materia: a mayor energía sensible, más temperatura.

3. ¿Qué es un termómetro? Investigar diferentes tipos de termómetro indicando:

tipo de termómetro, propiedad termométrica e intervalo de medición.

R.- Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma

cuantitativa.

Tipos de termómetros:

-TERMÓMETROS DE VIDRIO O TERMÓMETROS DE LÍQUIDO

Estos termómetros suelen ser de vidrio sellado. La temperatura se obtiene de ver en una

escala marcada en el mismo termómetro hasta que nivel llega el líquido (mercurio o

alcohol) que hay en su interior a causa de la dilatación/contracción del mismo debido al

cambio de temperatura. La escala para la medición de temperatura más usada suele ser

la Celsius. También se puede visualizar en grados Fahrenheit.

-TERMÓMETROS DE RESISTENCIA

Los termómetros de resistencia basan la toma de temperatura en un alambre de platino

integrado dentro del termómetro. Este alambre va ligado a una resistencia eléctrica que

cambia en función de la temperatura. Es un termómetro que es muy lento en la toma de

temperatura, pero preciso. Se suele usar para tomar la temperatura del exterior.

La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino

(cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C.

-TERMOPAR O PAR TÉRMICO (TERMÓMETROS DE CONTACTO)

Se trata de termómetros que miden la temperatura a partir de una resistencia eléctrica

que produce un voltaje el cual varía en función de la temperatura de conexión. Es un

termómetro de toma la temperatura de forma rápida y se suelen usar en laboratorios. Un

termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basadas en la

fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos metales distintos.

-TERMÓMETROS SIN CONTACTO O PIRÓMETROS

Se trata de lo último en termómetros y la medición de la temperatura se basa en la

radiación de calor que desprenden los objetos (cada objeto tiene una emisividad

concreta) cuando se calientan. Se denominan también termómetros infrarrojos y se

utilizan, entre otras cosas, para medir temperaturas elevadas o de objetos en movimiento

o que estén a distancia. La gran ventaja de este tipo de termómetros es que no requieren

tocar el objeto y se puede conocer al instante la temperatura en la pantalla digital.

Existen varios tipos según su principio de funcionamiento:

-Pirómetro óptico: se fundamentan en la ley de Wien de distribución de la radiación

térmica, según la cual, el color de la radiación varía con la temperatura. El color de la

radiación de la superficie a medir se compara con el color emitido por un filamento que

se ajusta con un reostato calibrado. Se utilizan para medir temperaturas elevadas, desde

700 °C hasta 3.200 °C, a las cuales se irradia suficiente energía en el espectro visible

para permitir la medición óptica.

-Pirómetro de radiación total: se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzmann, según la

cual, la intensidad de energía emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta

potencia de su temperatura absoluta.

-Pirómetro de infrarrojos: captan la radiación infrarroja, filtrada por una lente, mediante

un censor fotorresistivo, dando lugar a una corriente eléctrica a partir de la cual un

circuito electrónico calcula la temperatura. Pueden medir desde temperaturas inferiores

a 0 °C hasta valores superiores a 2.000 °C.

-Pirómetro fotoeléctrico: se basan en el efecto fotoeléctrico, por el cual se liberan

electrones de semiconductores cristalinos cuando incide sobre ellos la radiación térmica.

-TERMÓMETROS BIMETÁLICOS

Estos termómetros están formados por dos láminas de metales de distintos coeficientes

de dilatación. Cuando hay cambio de temperatura, uno de los dos metales se curva antes

que el otro y el movimiento se traduce en una aguja que a su vez marca en una escala la

temperatura.

-TERMÓMETROS DIGITALES

Un circuito electrónico toma la temperatura y la información se envía a un microchip

que la procesa y la muestra en una pantalla digital numéricamente.

-TERMOMETROS DE GAS

Se basa en la relación que existe en entre la temperatura,

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