Fisica Electrica

MAGNITUDES TERMOMÉTRICAS
FISICA TEMODINAMICA Y FLUIDOS LABORATORIO

1. Objetivos:
* Entender el concepto de temperatura y de magnitud y cuerpo termométrico.
* Construir una escala empírica de temperaturas.
* Conocer las diferentes clases de termómetros.

Teoría

La temperatura es una medida cuantitativa de la “calidad de caliente” del cuerpo, con la particularidad de que éstatiene en este caso un sentido puramente subjetivo. El cuerpo más caliente es aquel, cuya “calidad de caliente” disminuye al estar en largo contacto con otro cuerpo considerado en este caso, según la definición, menos caliente. El grado de dicha “calidad de caliente” del cuerpo se mide por las características de los cuerpos materiales que dependen de la “calidad de caliente”. Por ejemplo, es bienconocido que de la “calidad de caliente” del sólido depende su longitud, y del gas cambia el volumen siendo la presión constante, etcétera. Es por eso, que para construir una escala de temperaturas, se elige un cuerpo, llamado termométrico y una característica que varía al cambiar la “calidad de caliente” del cuerpo, la cual se llamara magnitud termométrica. La escala construida de esta forma sellama escala empírica de temperaturas.
La temperatura se expresa en grados, donde 1° se determina de la siguiente forma; se cogen dos puntos de referencia, a los cuales se les puede atribuir ciertos valores de temperatura arbitraria t2 y t1 y la magnitud termométrica toma en estos puntos respectivamente los valores V2 y V1 entonces:
1°=V2-V1t2-t1
Se denomina temperatura de un cuerpo termométricoel número determinado por:

En este laboratorio pretendemos crear una escala de temperaturas utilizando como cuerpo termométrico un gas, dejando la presión constante, de tal forma que cualquier cambio de la “calidad de caliente” del mismo conllevara a un cambio del volumen del gas, por eso el volumen del gas será la magnitud termométrica. Como puntos de referencia (puntos fijos) tomaremos el puntode congelación y el punto de ebullición del agua. Es importante comprender que el valor de la temperatura en una escala de temperaturas depende de la elección del cuerpo termométrico y de la magnitud termométrica; por tal motivo, se debe aclarar la elección del cuerpo y de la magnitud termométrica, para lo cual es necesario la comodidad y precisión de las medidas, la integridad del cuerpotermométrico, la reproducibilidad, el intervalo de “temperaturas” que se puedan usar, etcétera. Si todo esto se tiene en cuenta, la arbitrariedad en la elección del cuerpo termométrico se suprime y llegamos unívocamente a un gas ideal como cuerpo termométrico. El concepto de temperatura está estrechamente relacionado con el estado de equilibrio térmico entre dos sistemas, se considera que dos sistemasestán en equilibrio térmico si, cuando se ponen en contacto (con una pared diatérmica) sus variables de estado no cambian. Dos sistemas también pueden estar en equilibrio térmico aun sin estar en contacto directo, lo cual está contenido en el enunciado de la ley cero de la termodinámica: Dos sistemas que están en equilibrio térmico con un tercero están, a su vez, en equilibrio térmico entre sí. Todoesto nos da la posibilidad de poder afirmar: Dos sistemas en equilibrio térmico tienen la misma temperatura, es decir, tienen la misma calidad de caliente, independiente de la forma o constitución de dichos sistemas. Si dos sistemas se ponen en contacto, sus posibles magnitudes termométricas cambian, entonces los sistemas no estaban a la misma temperatura, pero cuando se llega el momento en que lasmagnitudes termométricas de ambos sistemas no cambien, se dice que ambos llegaron a la misma temperatura. La escala absoluta de temperaturas toma en cuenta al gas ideal como cuerpo termométrico y como puntos fijos se utilizan el cero absoluto y el punto triple del agua. Con ayuda de la segunda ley de la Termodinámica se aclara mejor la importancia de la escala absoluta o de Kelvin. La...