Caracterist

icas de los termometros UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO |
Práctica 9 “Características de los termómetros” |
Laboratorio de Termofluidos |
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Arturo Maldonado Noguera |
[jueves 7:00 am] |

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Características de los Termómetros.

Estamos familiarizados con el concepto de temperatura, como la medida de qué tan caliente o frío se encuentre algo. Basándonos en nuestrapercepción podemos expresar la temperatura de un objeto como congelado, frío, tibio, caliente, etc., sin embargo nos es imposible asignarle un valor a la temperatura basándonos en el tacto. En algunas ocasiones nuestros sentidos pueden estar equivocados; por ejemplo, una silla de metal se siente mucho mas fría que una silla de madera a pesar de que tengan la misma temperatura.

Afortunadamentevarias propiedades de los materiales cambian con la temperatura de forma predecible; en esto se basa la medición de la temperatura. Por ejemplo el termómetro de mercurio se basa en la expansión del mercurio con la temperatura. La temperatura, entonces, se puede medir usando propiedades que sean dependientes de la temperatura.

Es una experiencia cotidiana que al dejar una taza de cafécaliente por mucho tiempo ésta se enfría y si se trata de una bebida fría al dejarla un tiempo se calienta. Esto es que cuando un cuerpo entra en contacto con otro cuerpo de temperaturas diferentes, el calor se transfiere (del cuerpo de alta temperatura al cuerpo de baja temperatura) hasta que ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura. Al punto en que ya no hay transferencia de calor se dice que elsistema ha alcanzado el equilibrio térmico. La igualdad en las temperaturas es una condición para el equilibrio térmico.

Este equilibrio se expresa mediante la ley cero de la termodinámica, que dice: dos cuerpos que están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, entonces se puede decir que están en equilibrio térmico entre sí. Si se sustituye al tercer cuerpo por un termómetro entoncesla ley cero se puede expresar como: dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico si tienen la misma temperatura, aunque no se encuentren en contacto.

A lo largo de la historia se han introducido diferentes escalas de temperatura. Todas las escalas se basan en estados que son fáciles de reproducir como el punto de congelación y ebullición del agua.

El sistema de temperaturasusado en el Sistema Internacional es la escala Celsius; la escala empleada en el sistema Inglés es el grado Fahrenheit. En la escala Celsius el punto de congelación y de ebullición se le asigna el valor de 0 y de 100 ºC respectivamente. Los valores correspondientes para la escala del sistema Inglés son de 32 y 212 ºF. A este tipo de escala se les conoce como escalas de dos puntos.

Entermodinámica es deseable tener alguna escala de temperatura que sea independiente de las propiedades de la sustancia, y se le llama escala termodinámica de temperatura. Dicha escala de temperatura para el sistema internacional es la escala de Kelvin [K] (la notación ºK para grados kelvin es incorrecta). El valor mínimo en la escala de Kelvin es el cero. La escala termodinámica de temperatura usada por elsistema Inglés es la escala Rankine, y la unidad de esta escala es el ranking [R].

La escala Kelvin está relacionada con los centígrados por la siguiente relación:
(1)

La escala termodinámica del sistema inglés, la escala Rankine, se relaciona con los grados fahrenheit de la siguiente forma:
(2)




Las escalas de temperatura para los diferentes sistemas serelacionan:
(3)
(4)

En la décima Conferencia de Pesos y Medidas la escala Celsius fue redefinida en términos de un punto y de la escala absoluta de temperatura. El punto es el punto triple del agua (el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio) al que se le asignó el valor de 0.01 ºC. La magnitud de cada grado se definió a partir de la escala absoluta de...