Termometria

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FÍSICA 2
UNIDAD II. TEMPERATURA Y EXPANSIÓN
TERMOMETRÍA

Parte 1

La termometría es la rama de la termología que se ocupa del desarrollo de las técnicas de medición de temperaturas. La termología es la parte de la física que trata del calor, comprende distintas ramas, como la termodinámica, la termotecnia y la termometría.

La sensación fisiológica de calor y frío es el origen delconcepto primario de temperatura, la temperatura y el calor están muy ligados, pero no son lo mismo. La temperatura de una sustancia es una medida de la energía cinética media (el promedio) de sus moléculas, por lo tanto depende del estado de agitación o movimiento desordenado de las moléculas, y en términos generales indica qué tan caliente o fría es una sustancia. La energía térmica también se asociacon el movimiento molecular, pero ésta representa la energía interna total de un cuerpo, es decir, la suma de las energías potencial y cinética de todas sus moléculas. Calor se define como la transferencia de energía térmica debido a una diferencia de temperatura; el calor es energía en tránsito y siempre fluye de cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura.

Es posible que dosobjetos se encuentren a la misma temperatura (lo cual se conoce como equilibrio térmico) pero con diferente energía térmica. Por ejemplo, considera una jarra de agua y una pequeña taza de agua, cada una a 90° C de temperatura. La energía térmica del agua en la jarra es mucho mayor debido a que contiene un mayor número de moléculas. Si vaciamos el agua de cada recipiente sobre dos bloques de hielo porseparado, se fundirá más hielo donde se vació el volumen más grande, lo que indica que tenía más energía térmica.

La temperatura se mide en grados según la escala empleada (°C, °F, K, R) y, tanto la energía térmica como el calor, tienen unidades de energía (Joules, calorías, BTU).

Existen cuatro escalas de temperatura comúnmente utilizadas: Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankine. Las dosprimeras se conocen como escalas relativas de temperatura y las otras dos como escalas absolutas de temperatura.

La escala relativa es aquella en la que el valor de cero no representa realmente una temperatura de 0° y por lo tanto, las temperaturas más bajas que el punto de congelación del agua, son negativas. En cambio, en una escala absoluta el valor de cero corresponde a la temperatura en la quela energía cinética de las moléculas es cero, a dicha temperatura se le conoce como el cero absoluto.

El cero absoluto se define como la temperatura a la cual el volumen de un gas bajo presión constante se vuelve cero. En una gráfica de temperatura vs volumen, el cero absoluto se ubica en el punto donde la línea intersecta a la abscisa (el eje de la temperatura).

El cero absoluto es latemperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor, es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de –273.15º C. Actualmente la temperatura más baja que se ha alcanzado en un laboratorio es de 0.00005 K (5 x10 - 5 K) pero durante periodos de tiempo muy cortos; la temperatura másbaja estable por un periodo de horas se ha obtenido en el Laboratorio de Bajas Temperaturas Kammerlingh Onnes de la Universidad de Leyden, Holanda, y es de 1.9 X 10 - 3 K (0.019 K).

FÍSICA 2
UNIDAD II. TEMPERATURA Y EXPANSIÓN
TERMOMETRÍA

Parte 2

La temperatura no puede medirse directamente. La variación de la temperatura puede ser determinada por la variación de otras propiedades físicasrelacionadas con ella de manera unívoca, por lo que reciben el nombre de propiedades termométricas. La medición de la temperatura se realiza con los termómetros; un termómetro es un dispositivo que, mediante una escala graduada, indica su propia temperatura.

Existen dos requisitos indispensables para la construcción de un termómetro:

1) Debe haber una certeza de que alguna propiedad...
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