Resumen

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA

GUIAS DE LABORATORIO TERMODINAMICA

INGENIERIA INDUSTRIAL

MARZO, 2008

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA
Departamento de Mecánica

EXPERIENCIA Nº TÍTULO ASIGNATURA

:1 : TERMOMETRÍA : TERMODINÁMICA

1. OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA 1.1 OBJETIVOS GENERALES

Conocer lo fundamentos de latermometría como actividad esencial de la termodinámica y los diferentes instrumentos utilizados para medir y registrar la temperatura. 1.2
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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 limitaciones de 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 resulta fundamental del poder determinar el valor de latemperatura 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 rango diferente de energía entre ellas. Por ejemplo, en ungas 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, la velocidad 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 absoluto cesa el movimiento atómico y molecular. El cero absolutotiene 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: la dilatación de líquidos, la diferencia de potencial de cuerposdiferentes 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 fluido líquido (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).

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Tabla 01: Líquidos usados en termómetros de vidrio
Líquido Mercurio Mercurio-talio Galio Pentanio Etanol Pentanol Tolueno Cresota Petróleo Temp. Inf. -38,5 -58 0 -200 -110 -115 -90 -40 -45 Temp. Sup. 800 1150 1200 35 35 135 100 210 160 Humectante no no no si si si si si si

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En el...