T

UNaf
FACULTAD: F.R.N
CARRERA: Ingenieria Civil CATEDRA: FISICA II
ALUMNO: Jara, Jose Luis

TRABAJO PRACTICO N°3
TEMA: “TERMOMETRIA – Termómetro de Gas a Volumen Constante”
OBJETO DEL TRABAJO: Determinar el coeficiente de tensión de un gas a Volumen constante y medir temperaturas.-
FUNDAMENTO TEORICO
Esta experiencia se basa en la ley de Charles oGay-Lussac. El primero de ellos estudio la variación del volumen de un gas a presión constante en el año 1787; y luego lo verifico y publico Gay Lussac en el año 1802, siendo estrictamente valida esta ley para los gases ideales.
Determinaron también, que la variación de la presión del gas ideal es proporcional a la variación de la temperatura, cuando el volumen permanece constante:Pt = Po (1 + βp. t) (2-1)
En base a esta ley se puede, conocer el coeficiente de tensión o presión de un gas, y a su vez utilizar el dispositivo como un termómetro para efectuar mediciones de temperatura de distintos medios que nos interese, por ejemplo la temperatura de un determinado fluido, siendo entonces la variable termométrica, la presión.
Eltermómetro de gas a V=cte., es un dispositivo que se compone de un recipiente con gas, que funciona como bulbo sensor, en nuestro caso será un balón lleno de aire del ambiente, que va conectado a través de una manguera de goma, a un manómetro en U compuesto por dos tubos de vidrio (rama izquierda y derecha) conectados entre si, en su parte inferior por una manguera de goma transparente, cargado con unacierta medida de mercurio.
En relación con la expresión (2-1) Pt es la presión en el interior del bulbo sensor, y P0 la correspondiente a una posición cero normal, que el caso de nuestra experiencia, será la temperatura normal de fusión del hielo.
βp es el coeficiente de tensión o presión del gas a V=cte.-
t es la temperatura en °C del medio que se quiere medir.-
De cumplirse la ley de los gasesideales, se tendría que βp=βv; caso que no ocurre en la práctica, aunque sus diferencias de valores no son importantes. Nosotros hemos elegido con el volumen constante, devidi a la mayor dificultad de mantener invariable la presión.
Para utilizar la expresión (2-1) debemos conocer el coeficiente de tensión del aire tomado entre las temperaturas de 0 y 100 °C.
Despejando t de la ecuación (2-1):(2-2) ó (2-3)
Si t = 100 °c se tiene:
(2-4) (Coeficiente de tensión medio entre 0°C y 100°C)

Por lo tanto, si reemplazamos (2-4) en (2-2) se tiene:


Esta última formula, permite conocer la temperatura de un medio cualquiera, con un dispositivo que mide presiones en forma directa a través del manómetro U. Es decir que la expresión (2-5)representa la escala de nuestro termómetro.
Temperatura
Por experiencia se sabe que muchas propiedades físicas de los cuerpos cambian si los calentamos. Por ejemplo el volumen de una columna de Mercurio aumenta al aplicarle una llama. Con esta observación podemos construir un termómetro elemental que nos permite especificar cuando dos objetos tienen dos temperaturas distintas. (Si pongo en contacto unobjeto con el termómetro elemental y espero un tiempo suficiente la columna de Mercurio se estabilizará. Esto define la temperatura del objeto. Naturalmente se supone que el objeto + termómetro están aislados del resto del Universo.)
Para definir temperatura necesitamos introducir dos conceptos básicos:
Contacto térmico
Equilibrio térmico
Dos sistemas físicos están en contacto térmico cuando esposible el intercambio de calor entre ellos. Daremos una definición cuantitativa del calor cuando estudiemos la Primera Ley. Por ahora basta decir que el calor es la forma de energía que se intercambia entre los dos sistemas debido a una diferencia de temperatura entre ellos.
Dos sistemas están en equilibrio térmico cuando, estando en contacto térmico, ya no intercambian energía en forma de calor....