Magnitudes termometricas

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Laboratorio #11
Magnitudes Termométricas

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

Marco teórico:

* Temperatura: magnitud que se refiere a las nociones sensoriales de frío y caliente, por lo que se establece una relación entre un objetomas caliente, quiere decir que tiene mayor temperatura, y viceversa. Relacionado con la energía interna del sistema, definido por el principio de la ley cero de la termodinámica. “Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por partícula.”1

* Ley cero de latermodinámica: ley fenomenológica que explica el equilibrio térmico entre 3 sistemas, el equilibrio se obtiene cuando dos sistemas que entran en contacto no presentan cambios por la transferencia de calor.

* Gases ideales: La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choquesson perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

* Temperatura absoluta y su escala: La Temperatura absoluta es el valor de la temperatura medida con respecto a una escala que comienza en el cero absoluto (0 K ó−273,15 °C). Se trata de uno de los principales parámetros empleados en termodinámica y mecánica estadística. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en kelvin, cuyo símbolo es K

* Cero absoluto: temperatura teórica mas baja posible, definida mecánicamente debido a la carencia de movimiento entre partículas, en la escala de Kelvin el cero absoluto corresponde a 0K, mientras que en la escalaCelsius a -273.15 °C y Fahrenheit -459.67°F, a esta temperatura todas las sustancias se solidifican, y según el modelo de calor, perderían su capacidad de vibrar.

* Entropía: magnitud física que mide parte de la energía que es inútil para producir trabajo.

* Punto Triple del agua: cuando se logran encontrar los tres estados de la materia, sólido líquido y gaseoso, se conoce como el puntotriple del agua, esta dado por concisas temperaturas y presiones. Mas exactamente estos tres estados coexisten a 0.0098°C y 0.0060 atm. La siguiente grafica muestra los cambios de fase en el agua dependiendo de temperatura y presión.

Materiales:

1. Estufa.
2. Erlenmeyer con tapón y tubo incrustado.
3. Probeta graduada.
4. Tubo de precipitados grande.
5. Hielo.
6. Termómetro.
7.Gotero.
8. Medidor electrónico de temperaturas.

Procedimiento

En el laboratorio se dispuso agua a hervir y en el erlenmeyer se fijo un volumen constante del gas, que fue medido primero con agua para saber el volumen inicial del gas, luego se sumergió entre agua hirviendo para que la temperatura del aire adentro sea la misma que la necesaria para hacer llegar el agua a su punto de ebullición. Unavez el gas se tiene dentro del erlenmeyer se tapa y de esta manera se lleva a enfriamiento directo al punto de congelación del agua. Es colocado de forma invertida para permitir el ingreso del agua, el nivel del agua adentro y afuera debe ser el mismo, una vez fuera así se podía retirar y se procedió a medir el volumen que había obtenido este proceso.

Los procedimientos experimentales dieroncomo resultados los siguientes datos:

* Volumen inicial del gas: 137 ml.
* Temperatura del gas : 91°C ; Volumen = 70ml
* Temperatura del gas : 93°C ; Volumen = 77ml

Una vez medido el volumen inicial del gas y el final, se procede a utilizar la formula obtenida en el manual de fluidos, el cual nos indica que se le deben asignar valores arbitrarios a la temperatura inicial y...
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