TEMPERATUR21

CAPÍTULO 8
LA TEMPERATURA
Las primeras fuentes sobre lo que es la temperatura están vinculada a la noción de frío o caliente al tocar una sustancia. Así, al introducir una mano en agua, nuestros sentidos nos entregarán una información cualitativa de la temperatura, y cuando sentimos que un cuerpo está “caliente, diremos que su temperatura es alta; si sentimos que el cuerpo está frío, diremosque su temperatura es baja. Otro caso se tiene si introducimos una mano en un recipiente frío y la otra en uno caliente, y luego las dos manos juntas en un tercer recipiente con agua templada. El resultado es que la primera mano la encontrará caliente y la otra fría. Esta apreciación de la temperatura es engañosa, por lo tanto se necesita un método reproducible y fiable para medir la sensación defrío o caliente de los cuerpos. Se necesita construir una escala de temperaturas.
Muchos materiales tienen propiedades que se pueden medir y que dependen de la temperatura. Así, sea A el líquido (sustancia termométrica) en el capilar con la coordenada de estado L, y sea B el gas a volumen constante con coordenada de estado P. Si A y B se ponen en contacto, se observa que en general, cambian suscoordenadas de estado. “Cuando dos sustancias son separadas por una pared aislante (adiabática), sus coordenadas de estado varían independientemente. Si las sustancias A y B se ponen en contacto real o se les separa por un tabique metálico delgado, sus coordenadas de estado pueden o no variar. “Una pared que permite a la coordenada de estado de un sistema influir sobre la de otro, se denomina pareddiatérmana”.

PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA
Nuestra experiencia nos dice que cuando dos cuerpos están en contacto estrecho durante un tiempo, entre ellos se establece lo que llamamos el equilibrio térmico, que es el momento en el cual cesa todo cambio de las coordenadas termodinámicas. Cuando dos o más cuerpos se hallan en equilibrio térmico, se dice que tienen la misma temperatura y es latemperatura la que caracteriza el grado de calentamiento de los cuerpos.
La ley cero, conocida como la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Ralph H. Fowler en 1931 y dice: “Dos sistemas independientemente en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”. De manera formal la Ley Cero de la Termodinámica expresa que:“Existe una cantidad escalar llamada temperatura, que es una propiedad de todos los sistemas termodinámicos (en estado de equilibrio), tal que la igualdad de temperatura es una condición necesaria y suficiente para el equilibrio térmico”.
Esta ley es un principio de generalización del equilibrio térmico entre cuerpos o sistemas termodinámicos en contacto, en el que interviene como parámetro físicoempírico la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. Luego la temperatura de un sistema es aquella propiedad que determina si está o no en equilibrio térmico con ostros sistemas.
TERMÓMETRO Y ESCALAS DE TEMPERATURA
La temperatura de todo sistema en equilibrio térmico puede representarse por un número. Establecer una escala de temperaturaconsiste en adoptar un conjunto de reglas para asignar números a la temperatura. Esto es: escoger una sustancia que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura, como puede ser la presión de un gas a volumen constante, la longitud de una varilla, la resistencia eléctrica de un conductor, la f.e.m. termoeléctrica, etc. y usar esta propiedad para indicar cuando alguna temperaturareferencial es alcanzada. Luego, por la Ley Cero de la Termodinámica podemos probar si otros cuerpos están a la misma temperatura poniéndolos en contacto con el patrón y observando el efecto neto sobre su propiedad termométrica cuando se logra el equilibrio térmico. Un aparato para hacer esto se llama termómetro, y se caracterizan por:
1. Alcanzar rápidamente la misma temperatura que el cuerpo...