LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA I (MEDICIÓN DE TEMPERATURA)

Universidad de Oriente.

Núcleo de Anzoátegui.

Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Departamento de Mecánica.

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LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA I

(MEDICIÓN DE TEMPERATURA)

Entregado por:                                                            [pic 2]

Br. Jesús Enrique Valedon Martin.

C.I:26.393.888.

Br. Francisco Javier  Sánchez Quijada.

C.I: 26.958.676.

Sección: 01.

Barcelona, 13 de noviembre del 2019.

RESUMEN.

En el presente documento se procederá a establecer datos y análisis obtenido de la realización del experimento de medición de temperatura; este consistió en establecer diversas mediciones a lo largo de un proceso en el cual se calentó agua mediante de una cocina eléctrica; dichas mediciones se llevaron a cabo por medio de un termómetro de mercurio, un termómetro bimetálico y un termopar.

El proceso consto en obtener mediciones desde la temperatura ambiente del agua hasta la temperatura del punto de ebullición (temperatura más alta que alcanza el agua a 1 atmosfera de presión), dichas medidas se tomaron en un intervalo de tiempo de sesenta segundos lo que permitió obtener mediciones progresivas al aumento de temperatura.

Tomando como referencia los valores obtenidos por el termómetro de mercurio se procedió a realizar las comparaciones con el termómetro bimetálico y el termopar para así poder determinar su calibración real mediante la curva de calibración que se efectúa por el método de mínimos cuadrados; los datos obtenidos del termopar sirvieron para determinar el tipo de material de que estaba fabricado debido a que este dato se desconocía.

En el documento se ven reflejadas diversas conclusiones y recomendaciones a la que llegaron sus autores por medio del análisis de los datos obtenidos que permiten una mejor comprensión de la medición de la temperatura.

CONTENIDO

RESUMEN.        2

CONTENIDO        3

I.        INTRODUCCION        4

II.        OBJETIVOS        7

III.     MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS        8

IV.     PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL        9

V.         RESULTADOS        11

VI.     ANALISIS DE RESULTADOS        13

VII.    CONCLUSIONES        15

VIII.   RECOMENDACIONES        16

IX.      BIBLIOGRAFIA        17

X.          APENDICES.        18

           APENDICE A. MUESTRA DE CALCULOS        18

           APENDICE B. ASIGNACION        20

           APENDICE C. ANEXOS        25

1. INTRODUCCION

1.1 Temperatura.

La temperatura Es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como (energía cinética), que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más (caliente); es decir, que su temperatura es mayor. [5]

1.2 Escalas de medición de temperatura.

El crédito de la invención del termómetro se atribuye a Galileo en el año 1592. Mejoras al diseño del termómetro de Galileo fueron introducidas por otros investigadores utilizando diversas escalas termométricas, todas ellas basadas en dos o más puntos fijos. No fue sino hasta el año 1700, cuando Gabriel Fahrenheit produjo termómetros repetitivos y exactos. Fahrenheit utilizó una mezcla de agua y sal. Esta fue la temperatura más baja que pudo reproducir, y la llamó “cero grados”; Para la temperatura más alta de su escala, utilizó la temperatura del cuerpo humano y la llamó 96 grados. Esta escala de Fahrenheit ganó popularidad principalmente por la calidad y repetitividad de los termómetros construidos por él.

Cerca de 1742 Anders Celsius propuso que el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua fuesen utilizados como puntos iníciales y finales de la escala de temperatura, de esta manera el cero grado fue seleccionado como punto de fusión del hielo y 100 grados como punto de ebullición del agua. Esta escala denominada Celsius, se le dio oficialmente el nombre en el año 1948. Otras escalas de temperatura llamadas Kelvin y Rankine, introducen el concepto del cero absoluto y se utilizan como estándares en la termometría. [7]

1.3 instrumentos de medición de temperatura (Termómetro).

Es un instrumento de medición de temperatura, el cual desde su invención ha evolucionado bastante, poniendo principalmente como característica  el desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El elemento base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada. [6]

Existen diferentes sensores que se utilizan en la industria de procesos para medir la temperatura, entre los que se pueden mencionar:

• Termómetro de bulbo (líquido, gas y vapor).

Los Termómetros de Bulbo de uso industrial están diseñados para proveer una indicación o registro de la temperatura a distancia del punto de medición. El sistema generalmente está formado por un elemento sensitivo a la temperatura (Bulbo); un elemento sensitivo a los cambios de presión o volumen (Bourdon, Fuelle, Diafragma); un medio para conectar estos elementos (tubo capilar); y un mecanismo para indicar, registrar o transmitir la señal relacionada con la temperatura. [6]

• Termómetros bimetálicos.

Todos los metales se dilatan cuando son calentados y la cantidad de dilatación depende de la temperatura y del coeficiente de dilatación de cada metal. Si dos láminas de metal con coeficientes de dilatación diferentes se funden la una a la otra, ocurre una distorsión al ser calentados ya que uno de los metales tratará de dilatarse más que el otro. Este es el principio de operación de los termómetros bimetálicos. [6]

• Termopares.

Son dispositivos de medición de temperatura que funcionan con el principio de termoelectricidad que es la ciencia que estudia el efecto de producir una fuerza electromotriz en un circuito formado por cables de diferente material por el solo hecho de someter sus uniones a un diferencial de temperatura. 

La unión de dos conductores homogéneos y diferentes unidos en sus extremos y aislados lateralmente se denomina termopar. [6]

• Termómetros de resistencia.

El principio de operación de los detectores de temperatura tipo resistencia (RTD), está basado en el hecho de que la resistencia eléctrica de los metales varía directamente con la temperatura. La magnitud de este cambio frente a 1 °C de cambio en la temperatura, se conoce como el “coeficiente de resistencia de temperatura” (a). [6]

• Termistores.

Los Termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan unas variaciones rápidas y extremadamente grandes para los cambios relativamente pequeños en la temperatura. Los Termistores se fabrican con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros metales, y están encapsulados. [6]

• Pirómetros de radiación.

La mayoría de las mediciones de temperatura se realizan colocando el sensor dentro de un termopozo en contacto con el medio cuya temperatura se quiere medir. Sin embargo, el contacto del sensor con el medio es difícil o impráctico cuando el objeto se está moviendo, el ambiente es corrosivo, abrasivo, está a una temperatura extremadamente alta, o el objeto es muy pequeño, muy largo, o muy frágil, está inaccesible o la medición está siendo realizada al vacío. Bajo estas condiciones es más conveniente utilizar un sensor que no entra en contacto con el objeto o el medio. [6]

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