Escalas De Temperatura
Páginas: 6 (1331 palabras)
Publicado: 26 de agosto de 2011
TeTAREA DE BIOFÍSICA
1. Encontrar 5 escalas de temperatura y en que se mide.
R/ LA ESCALA DE LOS GASES PERFECTOS
Hay un hecho experimental de extraordinaria importancia que nos permite construir una escala que se ha dado en llamar de los gases perfectos. Este hecho experimental consiste en que todos los termómetros de gas, ya sea a presión constante o a volumen constante, tienden a dar lamisma medida de la temperatura en cuanto se hace tender a cero la propiedad termométrica en el punto triple del agua, sea cual fuere el gas empleado como termómetro.
Es decir, en un termómetro de gas a volumen constante, en donde la temperatura se calcula mediante la expresión
Para cualquiera que sea el gas que se emplee permanece fija y única la temperatura dada por la expresión
Y parael termómetro de gas a presión constante:
Se define, en definitiva, la temperatura en la escala de los gases perfectos por la expresión
Sin embargo, aún cuando la temperatura medida en esta escala no depende de ningún gas en particular, si depende de las propiedades generales de los gases. Así, es imposible llegar a medir una temperatura T = 0, pues no hay ningún gas con el que podamosconstruir un termómetro para poder medir una temperatura tan baja (de hecho, la temperatura más baja a medir en esta escala es la que permite usar un termómetro con Helio a mínima presión, y es algo así como un kelvin).
Se hace necesario en definitiva, encontrar una escala en la que no se dependa de propiedades generales de ninguna sustancia. Esto se consigue con la escala Kelvin.
LA ESCALA KELVINO ABSOLUTA
Adoptada en 1848 por William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907). En el intervalo de temperaturas en donde sí es posible la utilización de un termómetro de gas, la escala de los gases perfectos y la escala Kelvin son idénticas.
Para definir la Escala Kelvin es preciso estudiar el Ciclo de Carnot. Resumidamente, por razones de espacio, solo indicaremos brevemente que lo que caracteriza aun Ciclo frigorífico de Carnot es que las magnitudes dadas por la cantidad de calor absorbido, la cantidad de calor cedido y el trabajo realizado en el recorrido del Ciclo se mantienen exactamente iguales que cuando el Ciclo se desarrolla en sentido inverso.
En estas condiciones, se define el cociente de dos temperaturas Kelvin, T1 y T2 como el cociente de los valores absolutos del calor cedidoy absorbido por un motor de Carnot que funcione entre dos focos caloríficos a dichas temperaturas. O sea:
Si asignamos, al igual que en la escala de los gases perfectos, el valor de 273,16 a la temperatura del punto triple del agua, se puede escribir:
Resulta, pues, que en esta escala de medición, la cantidad de calor, Q, es la propiedad termométrica.
Se encuentra así, en definitiva, queen la escala de los gases perfectos, lo mismo que en la escala Kelvin, el punto de fusión del hielo está a 273,15 kelvin, el punto de ebullición del agua queda en 373,15 Kelvin, y la temperatura del punto triple es, como ya hemos indicado, 273,16 kelvin.
LA ESCALA CELSIUS
Propuesta por el astrónomo sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala se define con un grado de la misma amplitud que lasescalas Kelvin y de los Gases Perfectos, pero estableciendo su origen en el punto de fusión del hielo, o sea, mediante la relación con la temperatura kelvin de la forma:
con lo cual:
Temperatura Celsius del punto Triple del agua: tc = 273,16-273,15=0,01ºC
Temperatura Celsius del punto de fusión del hielo: tc = 273,15-273,15=0,00ºC
Temperatura Celsius del punto de ebullición delagua: tc = 373,15-273,15=100,00ºC
LA ESCALA FAHRENHEIT
Esta escala, propuesta por el germano-polaco Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), difiere de las anteriores en la amplitud del grado y también en el origen. Puede relacionarse la temperatura Fahrenheit con la temperatura Celsius mediante la expresión
Se tiene:
Temperatura del punto triple del agua: TF = 32+9/5. 0,01 = 32,018ºF ...
1. Encontrar 5 escalas de temperatura y en que se mide.
R/ LA ESCALA DE LOS GASES PERFECTOS
Hay un hecho experimental de extraordinaria importancia que nos permite construir una escala que se ha dado en llamar de los gases perfectos. Este hecho experimental consiste en que todos los termómetros de gas, ya sea a presión constante o a volumen constante, tienden a dar lamisma medida de la temperatura en cuanto se hace tender a cero la propiedad termométrica en el punto triple del agua, sea cual fuere el gas empleado como termómetro.
Es decir, en un termómetro de gas a volumen constante, en donde la temperatura se calcula mediante la expresión
Para cualquiera que sea el gas que se emplee permanece fija y única la temperatura dada por la expresión
Y parael termómetro de gas a presión constante:
Se define, en definitiva, la temperatura en la escala de los gases perfectos por la expresión
Sin embargo, aún cuando la temperatura medida en esta escala no depende de ningún gas en particular, si depende de las propiedades generales de los gases. Así, es imposible llegar a medir una temperatura T = 0, pues no hay ningún gas con el que podamosconstruir un termómetro para poder medir una temperatura tan baja (de hecho, la temperatura más baja a medir en esta escala es la que permite usar un termómetro con Helio a mínima presión, y es algo así como un kelvin).
Se hace necesario en definitiva, encontrar una escala en la que no se dependa de propiedades generales de ninguna sustancia. Esto se consigue con la escala Kelvin.
LA ESCALA KELVINO ABSOLUTA
Adoptada en 1848 por William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907). En el intervalo de temperaturas en donde sí es posible la utilización de un termómetro de gas, la escala de los gases perfectos y la escala Kelvin son idénticas.
Para definir la Escala Kelvin es preciso estudiar el Ciclo de Carnot. Resumidamente, por razones de espacio, solo indicaremos brevemente que lo que caracteriza aun Ciclo frigorífico de Carnot es que las magnitudes dadas por la cantidad de calor absorbido, la cantidad de calor cedido y el trabajo realizado en el recorrido del Ciclo se mantienen exactamente iguales que cuando el Ciclo se desarrolla en sentido inverso.
En estas condiciones, se define el cociente de dos temperaturas Kelvin, T1 y T2 como el cociente de los valores absolutos del calor cedidoy absorbido por un motor de Carnot que funcione entre dos focos caloríficos a dichas temperaturas. O sea:
Si asignamos, al igual que en la escala de los gases perfectos, el valor de 273,16 a la temperatura del punto triple del agua, se puede escribir:
Resulta, pues, que en esta escala de medición, la cantidad de calor, Q, es la propiedad termométrica.
Se encuentra así, en definitiva, queen la escala de los gases perfectos, lo mismo que en la escala Kelvin, el punto de fusión del hielo está a 273,15 kelvin, el punto de ebullición del agua queda en 373,15 Kelvin, y la temperatura del punto triple es, como ya hemos indicado, 273,16 kelvin.
LA ESCALA CELSIUS
Propuesta por el astrónomo sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala se define con un grado de la misma amplitud que lasescalas Kelvin y de los Gases Perfectos, pero estableciendo su origen en el punto de fusión del hielo, o sea, mediante la relación con la temperatura kelvin de la forma:
con lo cual:
Temperatura Celsius del punto Triple del agua: tc = 273,16-273,15=0,01ºC
Temperatura Celsius del punto de fusión del hielo: tc = 273,15-273,15=0,00ºC
Temperatura Celsius del punto de ebullición delagua: tc = 373,15-273,15=100,00ºC
LA ESCALA FAHRENHEIT
Esta escala, propuesta por el germano-polaco Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), difiere de las anteriores en la amplitud del grado y también en el origen. Puede relacionarse la temperatura Fahrenheit con la temperatura Celsius mediante la expresión
Se tiene:
Temperatura del punto triple del agua: TF = 32+9/5. 0,01 = 32,018ºF ...
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