Calibracion de un termometro

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Calibración de un Termómetro

Por Javier Guardia

INTRODUCCION

A menudo la temperatura se define como aquella propiedad que miden los
Termómetros. También se introduce la temperatura basándose en alguna propiedad termométrica, por ejemplo la expansión de un líquido, un gas, la resistencia de un conductor, la tensión eléctrica generada por un par termoeléctrico (termocupla), etc. En lapráctica existen numerosos tipos de sensores de temperatura o termómetros que, según la aplicación especifica, pueden ser los más adecuados.
El laboratorio que hemos realizado consiste en calibrar un termómetro utilizando una escala natural de temperatura. A pesar de la limitación del tiempo se tomaron algunos datos que nos llevarán a cumplir nuestro objetivo.

OBJETIVO:

Calibrar un termómetroutilizando una escala natural de temperatura.

MATERIALES Y EQUIPO:

Termómetro de mercurio

Matraz de pirex con tapón y cánula.

Recipiente metálico para calentar agua

Plato calentador

Termo con agua y cubos de hielo

Probeta graduada

PROCEDIMIENTO:

Calentar agua en el recipiente metálico hasta que alcance la ebullición.

Medir con el termómetro de mercurio la temperaturadel agua caliente.

Calcular el volumen del matraz (anotar) y sumergirlo en el agua caliente hasta que el aire contenido alcance el equilibrio térmico con dicha agua. Inmediatamente y manteniendo tapado el tubo que sale del matraz hasta llegar al termo con agua y hielo , se introduce el matraz invertido en el termo y se calcula nuevamente que alcance el equilibrio térmico y se saca manteniendotapado el orificio.

Finalmente se procede a medir el volumen de agua que se introdujo en el matraz (ver fundamento teórico) con la probeta graduada y se anota para realizar un gráfico de volumen versus temperatura y hallar la ecuación que nos permita predecir la temperatura a diferentes volúmenes de agua.

DATOS Y GRAFICOS

Volumen del matraz ( V1) = 268 ml

Volumen de agua que seintrodujo al matraz = 50 ml

Temperatura del agua caliente = 60 º C

Temperatura de la mezcla de hielo y agua = 0,0 º C

Gráfico que nos da la relación entre las variables volumen y temperatura

[pic]

En esta gráfica podemos interpolar y extrapolar y hallar los valores esperados de volúmenes de agua a diferentes temperaturas. También, si se despeja la temperatura hallaríamos los valores deesta para agua a diferentes temperaturas solamente midiendo el volumen de agua que se introduce en el matraz.

ANALISIS

Calibrar un termómetro no es más que encontrar la relación matemática entre V y T. Para ello, se utilizan dos temperaturas conocidas que en nuestro caso serán la de fusión del hielo Tf y  la de ebullición del agua, Te. La fusión y la ebullición son transiciones de fase queocurren a una temperatura constante y que se conoce con mucha precisión. Si la lectura del termómetro es, respectivamente, Vf y Vi y si suponemos que la relación entre V y T es lineal, tendremos la ecuación de la recta que pasa por los puntos (Tf, Vf) y (Te, Ve).

Ecuación de la recta:

Pendiente = (Vf – Vi)/(Tf – Ti) = (50-268) /(0,0-60) = 3,6 ml / ºC

V = 3,6 T + 50

Despejando para laTemperatura podemos calcular ésta solamente midiendo el volumen de agua que se introduce en el matraz para agua a temperaturas desconocidas.

Se puede comprobar los resultados utilizando agua del grifo en vez de la mezcla de agua y hielo o del agua caliente ya que esta no alcanzó los 100 ºC por motivos de tiempo en el laboratorio.

CONCLUSIONES:

En todo cuerpo material la variación de latemperatura va acompañada de la correspondiente variación de otras propiedades medibles, de modo que a cada valor de aquélla le corresponde un solo valor de ésta.

La temperatura de fusión del agua apenas se ve afectada por los cambios de

presión, de modo que podemos tomar Tf =0ºC. Sin embargo, la temperatura de

ebullición es muy sensible a la presión, por lo que a la hora de calibrar el...
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