OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA.

EXPERIENCIA Nº 1

TERMOMETRÍA

Profesor: Eduardo Illanes.

Alumna: Camila Martínez C.

OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA

OBJETIVO GENERAL

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

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• 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.

INTRODUCCION TEORICA 

En todos los procesos termodinámicos resulta fundamental del poder determinar el valor de la temperatura de los cuerpos o sustancias de trabajo. La temperatura es una medida del calor o energía térmica de un cuerpo o sustancia. La temperatura a nivel molecular está relacionada con la energía media de las moléculas que componen una sustancia. Los átomos y las moléculas no siempre se mueven a la misma velocidad, esto significa que hay un rango diferente de energía entre ellas. Por ejemplo, en un gas las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades, algunas se mueven rápido y otras más lentamente, al colisionar las que se mueven más deprisa transfieren parte de su energía a las que se mueven más lento, como resultado se desaceleran las rápidas y se aceleren las lentas. Si agregamos energía al sistema, la velocidad media de las moléculas se incrementa, produciendo energía térmica o calor. Por tanto, temperaturas altas corresponden a sustancias que tienen un movimiento medio molecular mayor. 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. Por otro lado, se supone que a la temperatura del cero absoluto cesa el movimiento atómico y molecular. El cero absoluto tiene lugar a 0 grados Kelvin, -273.15 grados Celsius ó -460 grados Farenheit. Todos los objetos en la naturaleza tienen una temperatura más alta que el cero absoluto y por lo tanto emiten energía térmica o calor. La medición de la temperatura se realiza aprovechando algunos de los siguientes principios de los cuerpos y sustancias: la dilatación de líquidos, la diferencia de potencial de cuerpos diferentes en contacto, la variación de la resistencia eléctrica con el calor, la emisión de energía electromagnética de los cuerpos, la dilatación diferencial de sólidos en contacto, la presión, etc.

MARCO TEORICO

En el experimento utilizamos 5 tipos de termómetros:

1. TERMÓMETRO DE TERMISTOR.

En un termómetro de termistor un semiconductor varía su resistencia eléctrica en función de la temperatura. En un termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) su resistencia va decreciendo a medida que aumenta la temperatura (resistencias de coeficiente de temperatura negativo), están constituidas por un cuerpo semiconductor cuyo coeficiente de temperatura es elevado; es decir, su conductividad crece muy rápidamente con la temperatura, se fabrican de óxidos semiconductores como el níquel, zinc, cobalto, etc., la relación entre la resistencia y la temperatura no es lineal sino exponencial. En un termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) su resistencia variable va aumentado a medida que aumenta la temperatura. Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: limitación de corriente, sensor de temperatura, desmagnetización y para la protección contra el recalentamiento de equipos tales como motores eléctricos; también se utilizan en indicadores de nivel, para provocar retardos en circuitos, como termostatos, y como resistores de compensación. Estos termómetros pueden ser de sonda o de penetración.

2. TERMÓMETRO INFRARROJO.

Los termómetros infrarrojos hacen posible la medición de la temperatura sin contacto por medio de la radiación infrarroja de un cuerpo. Algunos poseen un rayo de luz piloto para su mejor orientación. Los termómetros infrarrojos miden solamente la temperatura superficial de superficies visibles, por tanto no lo pueden hacer a través de un cristal. Si mide superficies metálicas brillantes, como por ejemplo superficies de cilindros, solamente podrá utilizar los aparatos para determinar tendencias de temperatura. No es posible realizar una medición absoluta con los termómetros infrarrojos en superficies pulidas con brillo.

3. TERMÓMETRO DE VIDRIO (EN ESTE CASO USAMOS EL DE MERCURIO)

El termómetro de vidrio, es un tubo capilar de vidrio al vacío con mercurio, alcohol u otro fluido líquido (ver Tabla 1). El fluido se dilata más rápidamente que el vidrio, ascendiendo por las paredes al aumentar la temperatura. El termómetro de mercurio es el más usado, puede funcionar desde los -39 °C (punto de congelación) a 357 °C (punto de ebullición), permiten una lectura directa y no son muy precisos para fines científicos. El termómetro de alcohol coloreado, menos preciso que el mercurio, registra temperaturas desde -112 °C (punto de congelación del etanol) hasta 78 °C (su punto de ebullición).

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4. TERMOCUPLA.

En el termómetro de termopar o termocupla, pila termoeléctrica, consta de dos cables de metales diferentes unidos en un extremo (ver Figura 01), que producen un voltaje que varía con la temperatura de la conexión. Este voltaje se usa como medida indirecta de la temperatura. Se emplean diferentes pares de metales para las distintas gamas de temperatura, siendo muy amplio el margen de conjunto: desde -200 °C hasta 1500 °C (ver Tabla 02). Estos pueden ser de sonda o de penetración.

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5. TERMOMETRO DIGITAL.

Los termómetros digitales o de circuitos integrados (IC) incorporan un microchip que actúa en un circuito electrónico que es sensible a los cambios de temperatura ofreciendo lectura directa de la misma.

DESCRIPCION DE EQUIPOS

TERMISTOR: Fluke 52 k/j thermometer, rango “k” que mide rangos de temperaturas (°C) de 0…1000(1300) ; 0…900(1200).

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TERMOMETRO INFRARROJO: ΩE Omega OS523-1, mide rangos de temperaturas entre -18°/1371° (°C).

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TERMOMETRO DE MERCURIO: mide temperaturas de 0° hasta 100° (°C)

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