Termodinamica

UNIDAD 4 ; Termologia.

Termometria

La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en la propiedad de dilatación de los cuerpos con el calor.
Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que dice: "Si un sistema A que está en equilibriotérmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí".

Concepto de temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es unamagnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. Amedida que es mayor la energía sensible de un sistema, se observa que está más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor

Escalas termometricas

i) Celsius o Centígrada; referencias:
fusión del agua : 0°C
ebullición del agua : 100°C

ii) Absoluta o Kelvin; referencias:
cero absoluto : 0°K
fusión del agua : 273°K
Transformación: t°C = t°K - 273°

iii) Fahrenheit; referencias:composición salina : 0°F
sangre humana : 100ºF
Transformación: t°F = t°C + 32°

Para la conversión de K en ºC se emplea la ecuación
t(ºC) = T(K) - 273
t(ºC) = 77 - 273 = - 196 ºC
Para la conversión en ºF se emplea la ecuación:

t(ºF) = 1,8 · t(ºC) + 32
t(ºF) = 1,8 · (- 196) + 32 = - 320,8 ºF

Dilatacion de los cuerpos

DILATACIÓN DE LOS SÓLIDOS.
Cualquiera que observe, lo que sucedea su alrededor, se da cuenta que muchos materiales se hacen más grandes cuando su temperatura se eleva. La descripción e la temperatura en términos del movimiento molecular aclara este fenómeno. Algunos cuerpos llegan a romperse, debido a las deformaciones resultantes de la dilatación térmica.
Aumentos de temperatura:
T= 0 20 40 60 80 100 (en °C)
Aumentos de longitud:
T= 0 0,12 0,24 0,36 0,480,60 (en mm).
Puesto que a un aumento de temperatura corresponde un aumento de longitud, y no solo eso, sino que a un aumento de temperatura doble, corresponde a un aumento de longitud doble, y así sucesivamente.
DILATACIÓN DE LOS LÍQUIDOS
Dilatación aparente: En realidad, cuando se calienta el líquido contenido en un recipiente, también se dilata el recipiente, de modo que a la dilataciónque observamos es la dilatación aparente del líquido.
Dilatación verdadera: Es la suma de la dilatación aparente más la del recipiente.
DILATACIÓN TÉRMICA CÚBICA
Análogamente, un cuerpo de volumen Vo experimenta una variación de volumen V, cuando hay una T.
El coeficiente de dilatación térmica cúbica Y representa el aumento o disminución de volumen de cada unidad de volumen cuando la temperaturaaumenta o disminuye 1°C.
Vo= Volumen inicial
Y= 3 aproximadamente.
DILATACIÓN DE LOS GASES
DILATACION DE UN GAS A PRESIÓN CONSTANTE
Los gases siguen una ley semejante a la que siguen los sólidos y los líquidos: Hay un coeficiente de dilatación del gas: 1, que llamaremos coeficiente de dilatación de un gas a presión constante.
1. - El aumento de volumen es directamente proporcional alaumento de temperatura, cuando la presión permanecer constante.
2. - El aumento de volumen es directamente proporcional al volumen inicial cuando la presión permanece constante.
Pero al tratarse de comprobar con distintos gases si cada uno tiene su coeficiente de dilatación a presión constante, nos encontramos con una cosa curiosa:
3. - El coeficiente de dilatación a presión constante tiene el...