Termodinamica - pract. 1

- Introducción:

La temperatura es una de las variables termodinámicas que con mas frecuencia se necesita conocer, de modo que su cálculo o medición debe ser lo mas rápido, sencillo y preciso que se pueda. Para su medida se utiliza un dispositivo llamado termómetro, el cual se vale de alguna propiedad física (propiedad termométrica) que varia según varía la temperatura, como por ejemplo:dilatación, resistencia eléctrica, f.e.m. e intensidad de radiación. Según la propiedad termométrica que se utilice existen diversos tipos de termómetros:

- Objetivos:

El objetivo principal de esta práctica consiste en establecer la ecuación termométrica de una sonda Pt 100 (Platino cuya resistencia a 0 ºC es 100 (). De modo que podamos ser capaces de utilizar la sonda para poder medircualquier temperatura de cualquier sistema.

- Procedimiento:

Disponemos de: un vaso con agua, una sonda Pt 100, un polímetro, un calentador y un termómetro que nos servirá de patrón, pese a que el termómetro de bulbo líquido tenga menos precisión que la sonda.
La forma de actuar es muy simple, iremos calentando el agua y con ella, el termómetro y la sonda, según aumenta la temperatura de lasonda su resistencia aumenta, de esta forma se va asociando, en una tabla, el valor de una temperatura con el valor de la resistencia a esa temperatura.
Una vez los datos organizados, dibujamos una gráfica (resistencia/temperatura) con Excel y le pedimos la ecuación de la línea de tendencia de los puntos que hemos introducido, dicha ecuación será la ecuación termométrica que pretendíamosencontrar.

- Análisis y conclusiones:

2º¿Cuál es el valor de R0, resistencia a 0ºC?
-R0 = 0,3837 · 0 + 101.05 = 101,05ºC
-R(teorico)= 100ºC
-Error = 1,0105

3º¿Cuál es el valor del coeficiente de temperatura de la resistencia? Calcula el error cometido respecto al valor de la Tabla 1.
-Coef.(prac.)= (Rt-Ro)/Ro·t =0,0371 Ohm/ Ohm·ºC
-Coef. (teo.)= 0,00385 Ohm/ Ohm·ºC
-Error =9,636

4º¿Qué temperatura tendría un sistema si la resistencia diera un valor de 150 Ohm?
-T = 150 – 101,05 / 0,3837 = 127,57 ºC

6º ¿Por qué es necesario arrollar gran longitud de hilo del material?
- Porque asi se consigue un valor de resistencia suficiente para poder trabajar con comodidad, ya que si se utilizara un hilo mas corto y mas grueso la resistencia disminuiría y tendriamos quetrabajar con números del orden de 10-3, y utilizando un hilo fino y largo la resistencia aumenta de forma que trabajamos con números del orden de centenas.

7º¿Qué métodos utilizan los polímetros para medir la variación de resistencia?
1-. El polímetro proporciona una pequeña difenrencia de potencial U conocido, y mide el potencial URi en una resistencia interna Ri que posee, luego laoperación a realizar no es mas que un divisor de tension. Despejando R se obtiene la resistencia a medir

8º Como funciona:
- Un termistor.
Dispositivo formado por un semiconductor, de tal forma que al aumentar la temperatura del mismo su resistencia disminuye. Este efecto se debe a que al aumentar la temperatura el número de portadores de carga también aumenta. La temperatura se obtendría de lamisma forma que hemos empleado en esta práctica.

- Termopar.
Consiste en dos cables unidos por las puntas, de forma que una punta se introduce en el sistema a medir mientras que la otra punta permanece alejada. La diferencia térmica entre los extremos de los cables produce una corriente eléctrica (efecto Seebeck), cuya intensidad depende de la temperatura, y se puede medir mediante unamperímetro.

- Termómetro bimetálico.
Este termómetro utiliza la diferencia entre los coeficientes de dilatación de dos metales distintos. Supongamos que disponemos de dos barras rectangulares de materiales distintos. Los pegamos entre si, y al someterlos a una temperatura estos se dilatarán, como uno dilatará mas que el otro, y al estar pegados, el conjunto de las dos barras se curvará. Esta...