La medida de la Temperatura

Índice

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Índice ………………………………………………………………………..

Introducción ……………………………………………………………….

Calor ………………………………………………………………………...

Temperatura ……………………………………………………………….

Medida de la Temperatura ………………………………………………

Escalas de la Temperatura ……………………………………………...

Dilatación de los Solidos ………………………………………………..

Dilatación Superficial …………………………………………………….

Dilatación Cúbica …………………………………………………………

Punto Triple del Agua ……………………………………………………

Condensación ……………………………………………………………..

Hipotermia ………………………………………………………………….

Temperatura Corporal ……………………………………………………

Termómetro ………………………………………………………………..

Conclusión …………………………………………………………………

Bibliografía …………………………………………………………………

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Introducción

Todos los cuerpos irradian calor y varían constantemente su temperatura, la física durante años se ha encargado del estudio de este fenómeno, para tal propósito se ha valido de diferentes métodos, medidas e instrumentos (como lo es el termómetro y sus tipos), los cuales serán descritos en este trabajo.

También se describirán los diferentes procesos en los que se encuentra presente la temperatura, su medida y escalas, que irán desde las más altas, hasta las más bajas y como éstas no solo transforman, sino también afectan tanto a los cuerpos solidos como a los líquidos y los seres vivos en general.

Calor: transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.

Temperatura: es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.

Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se producen una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.

La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas. Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su temperatura, con lo que proporciona una mayor sensación de calor, sino que se producen alteraciones en varias propiedades físicas que se pueden medir con precisión. Al variar la temperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, su resistencia eléctrica cambia y, en el caso de un gas, su presión varía. La variación de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala numérica precisa de temperaturas.

La medida de la Temperatura

El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.

Escalas de la Temperatura

Actualmente se utilizan tres escalas para medir la temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvin de uso científico.

Nombre Símbolo Temperaturas de referencia Equivalencia

Escala Celsius

ºC Puntos de congelación (0ºC) y ebullición del agua (100ºC)

Escala Fahrenhit

ºF Punto de congelación de una mezcla anticongelante de agua y sal y temperatura del cuerpo humano. ºF = 1,8 ºC + 32

Escala Kelvin

K Cero absoluto (temperatura más baja posible) y punto triple del agua. K = ºC + 273

Dilatación de los Solidos

Cuando un cuerpo recibe calor, sus partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse y, por tanto, el volumen del cuerpo aumenta. A este aumento de volumen se le llama dilatación.

Cuando se calienta un sólido, se dilatan sus tres dimensiones.

Forma de dilatación

La dilatación de un cuerpo puede ser:

• Lineal: La que se verifica notoriamente respecto de su longitud. Es el caso de una varilla, un bulón, un riel, etc.

• Superficial: Se llama así la que se observa con mayor amplitud en la superficie. Ejemplo: caso de losas de cemento, de chapas, etc.

• Cúbica: Este tipo de dilatación se verifica en el volumen del cuerpo, tal como puede ocurrir en un cuerpo esférico, en el aire encerrado en una pelota o un neumático o en los pistones de un motor de un automóvil.

En realidad, cuando un cuerpo se calienta se produce dilatación cúbica, pero según la que resulte más evidente será considerada como lineal, superficial o cúbica.

Dilatación Superficial

Se llama así al caso de un cuerpo que se calienta y en el que predomina la dilatación al respecto de su superficie. Si el sólido tiene forma de lámina, la dilatación afecta a sus dos dimensiones. Para calcular la superficie alcanzada al calentar una chapa metálica se aplica la siguiente fórmula:

St = S0 (1 + β Δt)

St= Superficie a t ºC

S0= Superficie inicial

β= Coeficiente de dilatación superficial

Δt= Variación de temperatura

Aproximadamente β = 2 λ, es decir, basta duplicar el valor de λ para obtener β.

Dilatación Cúbica

Esta es la dilatación en la que se verifica un aumento simultáneo en los tres sentidos: largo, ancho y alto.

Coeficiente de dilatación cúbica

Es el aumento de volumen que se registra por cada unidad de volumen por cada grado centígrado de aumento en su temperatura.

En símbolos:

γ = Vt – V0 / V0 Δt

γ = coeficiente de dilatación cúbica

Δt = variación de temperatura

De esta última expresión resulta, pasando factores y términos, que:

Vt = V0 (1 + γ Δt)

con la cual podemos determinar el volumen alcanzando por el cuerpo al calentarse y variar su temperatura al valor Δt.

Se puede decir que aproximadamente γ = 3 λ, es decir que, multiplicando por tres el coeficiente de dilatación lineal, obtendremos la dilatación cúbica.

Punto triple del agua

Consiste en un proceso en el que podemos decir que las tres fases del agua, coexisten de manera equilibrada. Cabe añadir que la temperatura puede variar dependiendo del líquido al que se le aplique, aunque en el caso que nos ocupa, el del agua, tenemos que decir que este punto se encuentra a 0,01ºC y 0,006 atmósferas; es decir, está prácticamente a 0ºC y a una presión unas 165 veces más pequeña que la atmosférica.

Hemos de recordar, para entender mejor este punto, que 1 atmósfera es: una presión equivalente a la presión de la atmósfera terrestre a nivel del mar. Así pues, con las condiciones anteriores el agua líquida, el vapor de agua y el hielo se pueden presentar de manera simultánea.

A partir de estas condiciones podemos decir

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