Termocuplas

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA

Práctica numero 2: Termopares

Espinal, Carlos., Oviedo, Katherine., Sánchez, Ana.,Trochez, Duvan.

Escuela de ingeniería de materiales
Universidad del valle, Cali, Colombia
(Entregado: Abril 06 de 2012)
RESUMEN
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Con el objetivo de calibrar un termopar por dos métodos diferentes se varió la temperaturareferencia, temperatura ambiente y 0 °C, en un sistema donde la arena fue el material de estudio. Se tomaron datos de temperatura y voltaje y se realizó en cada caso la gráfica de potencial contra temperatura, con las cuales y un pequeño tratamiento matemático se halló la ecuación del termopar T= 47.02V + 26.76 para el método de temperatura ambiente y T= 43.54V + 39.39 para el otro método. También sedeterminó la sensibilidad promedio en el rango de temperatura trabajado obteniéndose valores de 0,02111 y 0,02373 en el sistema que tenía como referencia temperatura ambiente y 0 °C respectivamente. Por último se calculó el límite inferior de detección con ambos sistemas de referencia obteniéndose medidas de 26.76 y 39.39.

MARCO TEORICO
Un termopar o termocupla es un generador termoeléctricoque transforma calor en electricidad o transductor de temperatura compuesto por dos conductores o aleaciones de metales diferentes que se encuentran a distintas temperaturas, una de referencia y la otra desconocida generando una diferencia de temperatura entre la unión fría y caliente lo que produce una fuerza electromotriz gracias al resultado de los gradientes de temperatura los cuales existen alo largo de la longitud de los conductores.[1]
Efecto Seebeck
El efecto Seebeck, descubierto por el físico alemán Thomas Johann Seebeck, quien en 1821, soldando dos alambres de metales diferentes (cobre y bismuto) en un lazo, descubrió accidentalmente que al calentar uno a alta temperatura y mientras el otro se mantenía a baja temperatura, se producía un campo magnético.
Este efecto serefiere a la emisión de electricidad en un circuito eléctrico compuesto por conductores diferentes, a diferentes temperaturas. La diferencia de temperatura causa un flujo de electrones en los conductores o corriente Seebeck producida por una fuerza electromotriz o tensión Seebeck, se dice que el flujo inicia directamente desde el área de mayor hacia la de menor temperatura.[2]

Efecto Peltier
Esteefecto puede considerarse como el inverso del efecto Seebeck y consiste en que al hacer pasar corriente eléctrica a través de la unión de dos conductores distintos en una determinada dirección produce enfriamiento, y al hacerla pasar en dirección contraria produce calentamiento en la unión. La potencia calórica generada o absorbida es proporcional a la corriente eléctrica y también depende de latemperatura de la unión.[3]

Efecto Thomson
Es una propiedad termoeléctrica descubierta por William Thomson en 1851 donde interrelaciona termodinámicamente los efectos Seebeck y Peltier.
El efecto Thomson da la relación entre la fuerza electromotriz (FEM) generada en un conductor homogéneo simple y la diferencia de temperatura entre susextremos. Esta FEM crece con la diferencia de temperaturas y depende del metal en cuestión. También se manifiesta en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula por un metal homogéneo en el que hay un gradiente de temperaturas entre sus extremos.
La liberación de calor sucede cuando la corriente circula en el conductor en la misma dirección que lo hace el flujo de calor en elmismo que está dado por el gradiente de temperaturas mencionado.[4]
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL, OBSERVACIONES Y RESULTADOS
Para la calibración de las termocuplas o termopares por dos métodos distintos; en uno se utilizó como referencia la temperatura ambiente, mientras que en el otro se tomó como referencia la temperatura de un baño de hielo (agua a 0 °C). Para lo cual se seleccionaron los...