En el presente informe estudiaremos el concepto de lo que es la termometría en la ciencia de la termodinámica.

INTRODUCCION

En el presente informe estudiaremos el concepto de lo que es la termometría en la ciencia de la termodinámica. Podremos conocer los distintos termómetros que se usan en esta ciencia y conocer las características de cada una de ellas, como su alcance, su rango, su precisión e incluso la marca de alguno de ellos.  Por lo tanto, este laboratorio nos ayudará a entender el uso práctico de uno de estos instrumentos, registrando las temperaturas calculadas cada cierto tiempo, a medida que calentamos un líquido (en este caso el agua) con lo ayuda de un dispositivo calefactor. Por último, esperamos verificar el principio que dice que cuando el agua empiece su proceso de cambio de fase, la temperatura se mantiene constante.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Conocer los fundamentos de la termometría como actividad esencia de la termodinámica y los diferentes instrumentos utilizados para medir y registrar la temperatura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Comprender el principio de medición y de registro de diferentes instrumentos utilizados para medir y registrar la temperatura
• Conocer operativamente el manejo, uso práctico y limitaciones de diferentes tipos de termómetros
• Medir, registrar, comparar y evaluar temperaturas de sólidos, líquidos y gases, tomadas con los diferentes tipos de termómetros.
• Obtener la curva temperatura = f(tiempo) del gradiente de calentamiento de una determinada masa de agua sometida al contacto de una fuente calórica.

TEORIA DEL EXPERIMENTO

La termometría es una ciencia que se ocupa de los métodos y los medios para medir temperaturas en sólidos, líquidos y gases. La temperatura es un concepto muy importante en la termodinámica, esta es una medida de calor o energía térmica en una sustancia. Esta no depende del tamaño del objeto ni de la cantidad de partículas que tenga, si no de la velocidad de estas, por ende depende de su energía. Es así como se abre paso a una variedad de termómetros con diferentes escalas, rangos y si son de contacto directo o no. Entre ellos están:

• Termómetro de vidrio: Es un tubo de vidrio que contiene fluido líquido que al aumentar la temperatura se dilata más rápidamente que el vidrio. Este no es un termómetro muy útil para fines científicos.
• Termómetro de termocupla: Consta de dos cables de metales diferentes unidos un extremo que producen un voltaje que varía con la temperatura de la conexión. Dependiendo de los pares de metales que sean, serán distintos los rangos de temperatura.
• Termómetro infrarrojo: Son termómetros de contacto indirecto que miden solamente la temperatura superficial de superficies visibles. En superficies pulidas con brillo, no entregan mediciones exactas.
• Termómetro bimetálico: Funciona mediante cambios de temperatura que producen en las láminas diferentes expansiones y esto hace que el conjunto se doble en arco.
• Termómetro dual: Este tipo de termómetro funciona como contacto directo e indirecto. Tiene la función de un termómetro infrarrojo y un termocupla. Además puede tomar dos temperaturas a la vez entregando diferencias o promedios entre ambos.

CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS Y EQUIPOS

• Termómetro de vidrio: De los tres termómetros de vidrio que habían en el laboratorio, las características son las siguientes:

• El primero es un termómetro de mercurio (fondo blanco), sin marca, que tiene una precisión de 1°C, con un rango de -12°C – 152°C, y es de contacto directo.
• El segundo también es de mercurio ( fondo amarillo) de marca “B y C germany”, con precisión de 2°C, rango de -14°C – 254°C, de contacto directo.
• El tercero es uno de gas (punta roja), marca “Boeco germany”, precisión de 1° C, rango de -12°C – 115°C y de contacto directo.

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• Termómetro infrarrojo: El termómetro infrarrojo de marca “omega” es de modelo OS 523-1 que su precisión es sin decimal, con un rango de -18°C – 1371°C                 y 0°F – 2500°F y es de contacto indirecto.

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• Termómetros bimetálicos: Las características de los dos bimetálicos son las siguientes:

• El primero es de marca “veto”, que tiene una precisión de 5°C, un rango de

0°C – 500°C y es de contacto directo.

• El segundo también es de marca “veto” con una precisión de 3°C y 2°F, y los rangos son de 10°C – 150°C  y 50°F – 300°F, de contacto directo.

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• Termómetro dual: Como su nombre lo indica cumple la función de termómetro de contacto directo e indirecto. Es de marca omega y tiene un modelo OS 643W.

• Cuando es de contacto indirecto (infrarrojo) mide en grados exactos y sus rangos son -20°C – 260°C y 0°F – 500°F
• Cuando es de contacto indirecto (k-type) mide en grados exactos y sus rangos son -50°C – 1300°C y -58°F – 1999°F

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• Termómetro de termocupla: La termocupla de marca “fluke 52” tiene la característica de tener 2 entradas:

• Tipo-J (iron-constantan) que mide la décima de grado con un rango de                    -200°C – 760°C y  -328°F – 1400°F y es de contacto directo.
• Tipo-K (chromel-alumel) que también mide la décima de grado con rangos de -200°C – 1370°C y -328°F – 2498°F y contacto directo. Para el experimento utilizamos este.

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• Sustancia liquida: Para realizar este experimento utilizamos 800 cc de agua liquida

• Dispositivo calefactor: Utilizamos un termo eléctrico que fue arreglado para hacer este experimento que tenía capacidad de un litro de agua y una potencia de 830 W.

• Cronómetro: Como no teníamos un cronómetro, nos fue necesario usar el celular  para ver el tiempo en que el agua comenzaba a subir su temperatura.

ESQUEMA DE INSTALACION

Para realizar este experimento usamos solo un termómetro que es el termómetro de termocupla. Además usamos 800 cc de agua líquida, el termo eléctrico y el celular que funcionará como cronometro. La termocupla se conectará con el termo a través de los cables de metales de tipo k como se muestra en la imagen.

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DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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