experiencias termo




UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE MECANICA















GUIAS DE LABORATORIO
TERMODINAMICA

INGENIERIA INDUSTRIAL




MARZO, 2008
EXPERIENCIA Nº :1

TÍTULO : TERMOMETRÍA

ASIGNATURA : TERMODINÁMICA


1. OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA

1.1 OBJETIVOSGENERALES

Conocer lo fundamentos de la termometría como actividad esencial de la termodinámica y los diferentes instrumentos utilizados para medir y registrar la temperatura.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprender el principio de medición y de registro de diferentes instrumentos utilizados para medir y registrar la temperatura.
Conocer operativamente el manejo, uso práctico y limitacionesde diferentes tipos de termómetros.
Medir, registrar, comparar y evaluar temperaturas de sólidos, líquidos y gases, tomadas con los diferentes tipos de termómetros.
Definir la curva temperatura = f(distancia) los gradientes de calentamiento de una barra metálica delgada sometida al contacto de una fuente calórica.

2. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

En todos los procesos termodinámicos resultafundamental del poder determinar el valor de la temperatura de los cuerpos o sustancias de trabajo. La temperatura es una medida del calor o energía térmica de un cuerpo o sustancia. La temperatura a nivel molecular está relacionada con la energía media de las moléculas que componen una sustancia. Los átomos y las moléculas no siempre se mueven a la misma velocidad, esto significa que hay un rangodiferente de energía entre ellas. Por ejemplo, en un gas las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades, algunas se mueven rápido y otras más lentamente, al colisionar las que se mueven más deprisa transfieren parte de su energía a las que se mueven más lento, como resultado se desaceleran las rápidas y se aceleren las lentas. Si agregamos energía al sistema, lavelocidad media de las moléculas se incrementa, produciendo energía térmica o calor. Por tanto, temperaturas altas corresponden a sustancias que tienen un movimiento medio molecular mayor. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por otro lado, se supone que a la temperatura del cero absolutocesa el movimiento atómico y molecular. El cero absoluto tiene lugar a 0 grados Kelvin, -273.15 grados Celsius ó -460 grados Farenheit. Todos los objetos en la naturaleza tienen una temperatura más alta que el cero absoluto y por lo tanto emiten energía térmica o calor.

La medición de la temperatura se realiza aprovechando algunos de los siguientes principios de los cuerpos y sustancias: ladilatación de líquidos, la diferencia de potencial de cuerpos diferentes en contacto, la variación de la resistencia eléctrica con el calor, la emisión de energía electromagnética de los cuerpos, la dilatación diferencial de sólidos en contacto, la presión, etc.

2.1 Tipos de termómetros

• El termómetro de vidrio, es un tubo capilar de vidrio al vacío con mercurio, alcohol u otro fluidolíquido (ver Tabla 01). El fluido se dilata más rápidamente que el vidrio, ascendiendo por las paredes al aumentar la temperatura. El termómetro de mercurio es el más usado, puede funcionar desde los -39 °C (punto de congelación) a 357 °C (punto de ebullición), permiten una lectura directa y no son muy precisos para fines científicos. El termómetro de alcohol coloreado, menos preciso que el mercurio,registra temperaturas desde -112 °C (punto de congelación del etanol) hasta 78 °C (su punto de ebullición).






Tabla 01: Líquidos usados en termómetros de vidrio
Líquido
Temp.
Inf.
Temp. Sup.
Humectante
Mercurio
-38,5
800
no
Mercurio-talio
-58
1150
no
Galio
0
1200
no
Pentanio
-200
35
si
Etanol
-110
35
si
Pentanol
-115
135...