Fisica Temperatura

Departamento de física
Guía Calor y Temperatura


Hemos estudiado el comportamiento de sistemas en reposo y en movimiento. Las magnitudes fundamentales de masa, longitud y tiempo se analizaron para describir el estado de un sistema determinado.
Considere por ejemplo, un bloque de 10[kg] que se mueve con una velocidad constante de
20 [m/s]. Los parámetros masa, longitud y tiempo estánpresentes y son suficientes para describir el movimiento. Podemos hablar del peso del bloque, de su energía cinética o de su momentum lineal, pero una descripción más completa de un sistema requiere algo más que una simple descripción de esas cantidades. Esto se hace patente cuando nuestro bloque de 10[kg] encuentra fuerza de fricción. Mientras que el bloque frena, la energía mecánica disminuye. EIbloque y la superficie están más calientes, lo que implica que su temperatura se eleva. En esta guía se presenta el concepto de temperatura como la cuarta magnitud fundamental.
La temperatura de una sustancia (o cuerpo) está asociada con el movimiento de las moléculas que componen dicha sustancia. Si estas se encuentran a mayor o menor velocidad,
será mayor o menor su temperatura, respectivamente.Equilibrio térmico

Suponga que tuviésemos dos cuerpos con distinta temperatura, uno en contacto con el otro y lejos de influencias externas (aislados). El cuerpo más caliente se iría enfriando, mientras que el más frío se iría calentando. Después de cierto tiempo los cuerpos alcanzan una misma temperatura. A partir de este momento, las temperaturas de los cuerpos na sufriránalteraciones, es decir, llegarán a una situación final denominada estado de equilibrio térmico.

Termómetros

La comparación de las temperaturas de los cuerpos por medio del tacto sólo proporciona una idea cualitativa de dichas cantidades. Para que la temperatura pueda considerarse una cantidad física es necesario que podamos medirla, a fin de que se tenga un concepto cuantitativo de la misma. Ennuestro estudio consideraremos el termómetro más común, el cual relaciona la temperatura con la altura de una columna de líquido en el interior de un tubo capilar de vidrio. En este termómetro, las variaciones en la temperatura producen dilataciones o contracciones del líquido, haciendo subir o bajar la columna. Así a cada altura de la columna podemos asignarle un número, el cual corresponde a latemperatura que determinó dicha altura.
El líquido que más se emplea en este tipo de termómetro es el mercurio (por ejemplo, en los termómetros clínicos). Algunos termómetros más baratos utilizan un alcohol coloreado,
generalmente rojo.
Son necesarios dos requisitos para construir un termómetro:

- El primero es que debe haber una certeza de que alguna propiedad termométrica X varíacon la temperatura T. Si la variación es lineal, podemos concluir que:
T  kX
donde k es la constante de proporcionalidad, la cual depende de la sustancia usada.

- El segundo requisito es establecer una escala de temperaturas. Las primeras escalas de temperatura se basaron en la selección de puntos fijos superiores e inferiorescorrespondientes a temperaturas adecuadas para ser medidas en un laboratorio, por ejemplo las temperaturas del agua en los puntos de congelación y de ebulIición.

Existen distintos tipos de termómetros, como por ejemplo:

Termómetro de vidrio o de líquido: Suelen ser de vidrio sellado que poseen un líquido en su interior. La temperatura se obtiene de ver en una escala marcada en el mismotermómetro hasta que nivel llega el líquido (mercurio o alcohol) que hay en su interior.

Termómetro de contacto (Termopar o par térmico): Se trata de termómetros que miden la temperatura a partir de una resistencia eléctrica que produce un voltaje el cual varía en función de ta temperatura de conexión .


Termómetro de resistencia: Consiste en un alambre de platino cuya resistencia eléctrica...