ING INDUSTRIAL

TEMA 7: (TEMPERATURA)
DIFERENCIAS ENTRE CALOR Y TEMPERATURA.
El calor se refiere a la transferencia de energía que es producida por una diferencia de temperaturas, mientras que el concepto de temperatura está directamente relacionado con la energía cinética molecular del elemento.

7.1 ESCALAS DE TEMPERATURA:
El concepto de temperatura se asocia a aquello que está caliente o frío, pero esrelativo, ya que en ocasiones utilizamos el sentido del tacto para realizar esta medición.
Hay propiedades de la materia que dependen de la temperatura, como la expansión térmica, la transferencia de calor, la resistencia eléctrica, etc.
La temperatura se define como una medida de la energía cinética promedio de las moléculas de una sustancia y puede presentarse en estado sólido, líquido ovapor, así que: a mayor energía cinética molecular, mayor será la temperatura.
Así que: a mayor energía cinética molecular, mayor será la temperatura.

ESCALAS DE TEMPERATURA (DEFINICION)
Una escala de temperatura es la manera en que se encuentra graduado el instrumento para este objetivo, llamado “termómetro”, que contiene mercurio dentro de un recipiente delgado de vidrio, de tal manera quecuando la temperatura aumenta el mercurio de expande, y cuando la temperatura disminuye, el mercurio se contrae indicando entonces dicho valor de temperatura dependiendo de la escala que se esté empleando.
Históricamente se constituyeron 3 escalas de temperatura, primeramente el científico Gabriel Fahrenheit propuso en al año de 1724 la escala que lleva su nombre, al estudiar y analizar un estadotérmico más frío que la solidificación del agua, utilizando una mezcla de sal con agua, y en ese punto de congelación estableció el valor de temperatura igual a cero.
En el caso de la escala en “centígrados” o “Celsius”, fue Anders Celsius en el año de 1742, cuando construyó un termómetro de mercurio, quien empleó agua natural analizando los puntos de fusión y evaporación, a nivel del mar, paraestablecer la escala de temperatura.
Finalmente, fue Lord Kelvin en el año de 1848 estableció la escala de temperatura termodinámica, llamada “Kelvin” o “absoluta”, y fue analizando la relación entre el volumen y temperatura de un gas, a fin de llegar al menor volumen que tendría un gas con el máximo enfriamiento posible, en donde las moléculas de dicho gas queden en el reposo absoluto, siendo estepunto el valor de “cero Kelvin”.

Escala de Temperatura Celsius
(Centígrados)
Escala de Temperatura en Fahrenheit
Escala de Temperatura
Kelvin
Aquella en la cual “0” grados es el punto de congelación del agua, y con “100” grados es el punto de ebullición del agua
Se tomó como punto referencia inferior en el punto de congelación de 0 °F. Para el punto superior se estableció latemperatura del cuerpo humano de 96 °F.
También es llamada Temperatura absoluta, y como referencia para cero Kelvin es cuando la materia no tiene energía cinética molecular


FACTORES DE CONVERSION ENTRE ESCALAS DE TEMPERATURA
Para convertir de Celsius a Fahrenheit, se emplea esta ecuación:

Para convertir de Fahrenheit a Celsius, la ecuación resulta:

Para convertir de Kelvin a Celsius, laecuación resulta:

Para convertir de Celsius a Kelvin, la ecuación resulta:








7.2 EXPANSION TERMICA LINEAL Y SUPERFICIAL
Expansión térmica:
Es la propiedad de los materiales que se expanden o se contraen al ser sometidos a un cambio de temperatura.
Expansión lineal:
Una varilla de material tiene longitud Lo, a una temperatura To, si es sometida a un cambio de temperatura ΔT,entonces va a experimentar un cambio en su longitud ΔL, de acuerdo a la expresión:

En donde α es el coeficiente de expansión lineal (en sólidos), al dejar explícita esta ecuación para la longitud final se obtiene:

Una placa de material tiene área inicial Ao, a una temperatura To, si es sometida a un cambio de temperatura ΔT, entonces va a experimentar un cambio en su área ΔA, de acuerdo a...