Practica 3. Temperatura

Práctica 3. Temperatura

OBJETIVO:
Comprender el concepto de temperatura estableciendo el equilibrio térmico entre dos o más sistemas. Proponer una nueva escala empírica de temperatura y relacionarla con otras escalas conocidas, como la escala Celsius o la escala Fahrenheit.
INTRODUCCIÓN:
Ley cero de la termodinámica.
Si se conectan dos sistemas cerrados de modo que estén en contactotérmico, se originan cambios en las propiedades de ambos. Gradualmente se alcanza un estado en el cual no hay cambio después, y que es el estado de equilibrio térmico. De este modo se puede determinar enseguida si dos sistemas están a la misma temperatura poniéndolos en contacto y observando los cambios visibles que suceden en las propiedades de cada uno.
Si dos sistemas A y B están en equilibriotérmico entre sí cuando se ponen en contacto mediante una pared térmicamente conductora y, de manera similar, los sistemas B y C también están en equilibrio térmico, entonces A y C están en equilibrio térmico entre sí.
La ley cero de la termodinámica establece que: Dos sistemas que están en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí.
La propiedad termodinámica común a lossistemas en equilibrio térmico se define como temperatura. Dos sistemas en equilibrio térmico entre sí tienen la misma temperatura. Este principio se aplica siempre que se usa un termómetro para comparar la temperatura de dos sistemas.
Para construir una escala de temperatura, se debe encontrar alguna propiedad de la materia que varíe en una forma sencilla con el nivel térmico. La temperatura sepuede determinar, por ejemplo, a partir de la densidad del mercurio líquido, midiendo la distancia que se expande el mercurio contenido en un bulbo en un tubo capilar de vidrio. Experimentalmente, a bajas densidades todos los gases a volumen constante presentan una misma variación de la presión con la temperatura. Debido a que todos los gases ideales responden de idéntica forma a una determinadavariación de temperatura, se puede definir la temperatura en función de las propiedades de los gases ideales en vez de las de los líquidos. La temperatura, por tanto, es una magnitud que varía linealmente con la presión de un gas ideal que se mantiene a volumen constante.

Material:
* 1 probeta de 100 ml
* 1 termómetro de mercurio
* 1 termómetro digital1 vaso de precipitados
*1 frasco Dewar 300 ml
* Una resistencia de cafetera
* Agua
* Hielo en cubos
* Cinta adhesiva
* 1 regla
Procedimiento:
1. Cubrir con cinta adhesiva la escala del termómetro permitiendo que se vea la columna de mercurio.
2. Llenar hasta la mitad el frasco Dewar con cubos de hielo y agregar agua, introducir los termómetros y esperar a que alcance el equilibrio térmico.3. Registrar la temperatura leída en el termómetro en ºC.
4. Marcar sobre la cinta adhesiva del otro termómetro el nivel que alcance la columna de mercurio.
5. En el vaso de precipitados colocar aprox. 500 ml de agua y calentarla hasta que alcance su punto de ebullición. Introducir los dos termómetros en el vaso y registrar las lecturas.
6. Preparar diferentes mezclas de agua fríay agua caliente y colocarlos en el frasco Dewar.
7. Introducir ambos termómetros en cada una de las mezclas.
8. Una vez concluidas las determinaciones retirar con cuidados la cinta adhesiva del termómetro y colocarla bien extendida en una hoja para asignar los valores a los puntos fijos y hacer la división del intervalo para encontrar el valor de cada grado en la escala estudiante y deesta forma determinarlos valores de temperatura registrados en la cinta adhesiva para la escala estudiante.
Resultados:
Tabla 1. Datos de puntos fijos.
PUNTOS FIJOS | Termómetro de Hg (ºC) | Termómetro de Hg (ºChinox) |
Punto de fusión del hielo | 92.2 | 70 |
Punto de ebullición del agua | -0.2 | -50 |

Tabla 2. Datos experimentales de mezclas.
EXPERIMENTO | Z (cm) | Temperatura...