La termometria- Intuición acerca de la temperatura

La termometría

Delfín González Jorge

TEMPERATURA

Intuición acerca de la temperatura

Un experimento de edad y simple sugerido en 1690 por John Locke, que ayuda a entender el concepto de temperatura. Este experimento consiste en insertar las dos manos, una de agua caliente y agua fría en la otra. A continuación, poner las manos en el agua de temperatura intermedia. Esta agua fría se parecerá a mano caliente y la primera a la segunda.

Nuestro juicio sobre la temperatura puede ser engañosa. Además, el alcance de nuestro sentido de la temperatura son muy limitadas, por lo que necesitamos una medición objetiva y la preferencia de temperatura numérica.

Por esta razón se puede decir que la medición de la temperatura es completamente arbitraria (según quien haya hecho la medición, con ese instrumento, en condiciones de qué, etc.). Esto también sucede con otras propiedades físicas medibles.

El funcionamiento del termómetro puede entenderse bajo el concepto de la Ley Cero de la Termodinámica:

Sí un sistema cerrado se encuentra en equilibrio con el sistema C; y C está en equilibrio con B, entonces A está en equilibrio con B

Bajo esta premisa, uno de los tres sistemas se puede calibrar como un instrumento para medir la temperatura, definiendo así un termómetro. Cuando uno calibrado termómetro, este se pone en contacto con el sistema hasta que se alcanza el equilibrio térmico, obteniendo así una medida cuantitativa de la temperatura de un sistema particular.

¿QUÉ ES termometría?

La termometría es una rama de la física que se ocupa de los métodos y medios para medir la temperatura. Simultáneamente termometría es una sección de la metrología, cuyas misiones son: asegurar la unidad de mediciones de temperatura, escalas de temperatura establecidos, crear modelos, el desarrollo de metodologías de graduación y la comprobación de los medios de medición de la temperatura

La temperatura no se puede medir directamente. La variación en la temperatura puede ser determinada mediante la variación de otras propiedades físicas de los cuerpos: volumen, presión, resistencia eléctrica, fuerza electromotriz, ... intensidad de la radiación está relacionado con él de manera unívoca.

Cualquier método utilizado para la medición de la temperatura está relacionada con la determinación de la escala de temperatura.

termométrico termómetro de la propiedad

Columna de mercurio, alcohol, etc., en una longitud capilar de vidrio

volumen constante de presión de gas

volumen de gas a presión constante

Termómetro de resistencia La resistencia eléctrica de un metal

Termistor resistencia eléctrica de un semiconductor

f.e.m. termopar termoeléctrico

Total Ley pirómetro de radiación de Stefan - Boltzmann

Visible pirómetro de radiación Ley de Wien

espectrógrafo Efecto Doppler térmica

Termómetro susceptibilidad magnética magnética

vibración de la frecuencia del cristal de cuarzo

BREVE HISTORIA

La primera condición que debe cumplir un termómetro fiable siempre se indica lo mismo para las mismas temperaturas.

Con esto en mente, un científico italiano llamado Galileo Galilei hizo algunos experimentos para el año 1592 (sólo un siglo después del descubrimiento de América). Galileo produjo una especie de termómetro que en realidad "termoscopio Aire" fue llamado.

Era un tubo de vidrio con un bulbo hueco en un extremo. En este tubo no había aire. El tubo de ampolla y se calentó a dilatar el aire en el interior y luego se colocan el extremo abierto en un líquido tal como agua.

Cuando el aire en el tubo se enfrió, su volumen se contrajo y líquido a través del tubo ascendió tomando su lugar. Podían observarse como cambios de temperatura o baja por la columna de líquido en el tubo a continuación. Por lo tanto, fue el primero termómetro para medir el calor.

La medición se llevó a cabo por el control de la expansión de calor y contracción del aire en un tubo. Por lo tanto, se hizo evidente que el termómetro se vio afectada por los cambios en la presión atmosférica y, por tanto, el dispositivo no era realmente exacto.

termómetros actuales utilizados para la expansión y contracción de un líquido para medir la temperatura, siguiendo el mismo principio de Galileo. La diferencia es que este líquido está sellado herméticamente en una burbuja de cristal que lleva un tubo muy delgado conectado.

Las temperaturas elevadas hacen que el líquido se expanda y se elevan a través del tubo, mientras que una disminución de la temperatura hace bajar el líquido y se deposita en el fondo de la burbuja. Al lado del tubo de una escala que indica la marca de temperatura. Hoy en día, casi todos están llenos de termómetros de mercurio.

Este tipo de termómetro se utilizó por primera vez en 1654, cuando se inventó el Gran Duque Fernando II de Toscana.

escalas de temperatura

Como ya se ha indicado, las variaciones de temperatura de un cuerpo están casi siempre acompañados por una variación de los observables macroscópicos y caracterizar el estado del cuerpo.

Este es, por ejemplo, la longitud de una columna de líquido o de alambre, la resistencia eléctrica constante de un metal, la fuerza electromotriz de un termopar, la presión (o volumen) de un volumen de gas (o presión) la emitancia de un filamento incandescente , el índice de refracción de una sustancia, etc.

Las propiedades físicas de los materiales dependen de la temperatura a la que están y, por lo tanto, siempre es posible definir un intervalo de temperaturas sobre la base de la variación térmica de las características de un patrón de cuerpo elegido dado y que se refiera a todos los demás.

Sin embargo, esta escala sería completamente arbitraria y no permitir que la temperatura para obtener todo su significado intrínseco. Por tanto, es necesario el uso de las leyes de la termodinámica para definir una escala de temperatura universal.

De hecho, las escalas termodinámicas o absolutas se definen a partir de la segunda ley de la termodinámica, que dice que el rendimiento de una máquina térmica ideal que opera de forma reversible entre dos fuentes de calor se basa únicamente en las temperaturas de estos, determinado en cualquier escala definida arbitrariamente, a saber, :

 = 1 - F (1) / F (2)

Donde f es una función que depende sólo de la temperatura escala requerida.

Si llamamos G a F (), tenemos:

 = 1 - T1 / T2

Ahora es T1 y T2, el absoluto de cada una de las dos fuentes de temperaturas de calor.

Por otra parte, un gas perfecto tiene características fundamentales que su energía interna es una función sólo de la temperatura y la ecuación que une la presión y el volumen es a su vez depende exclusivamente de la temperatura.

Si esto se expresa en una escala termodinámica, es que P v = R T siendo R la constante de los gases perfectos cuyo valor sólo depende de la unidad en que se expresa la temperatura.

Por lo tanto, para definir una escalera debe ser suficiente para definir el valor numérico asociado a un fenómeno fácilmente reproducible en particular (por ejemplo, la temperatura a la que están en equilibrio las tres fases de agua, sólido, líquido y vapor, es decir, el triple de agua) punto.

La escala Celsius se utiliza con mayor frecuencia en Chile y los países europeos; Se obtiene moviendo el origen de la escala de 273,16 grados temperaturas Kelvin. escala Fahrenheit se obtiene de la escala de Rankin moviendo el origen de la escala en grados Rankin 459,67.

Kelvin

K centígrados

° C Rankin

Fahrenheit ° R

F

Cero absoluto 0 0 -459.67 -273.16

congelación del agua, P = 1 atm 491,67 273,15 0 32

punto triple del agua 273,16 491,69 0,01 32 018

Hervir el agua, P = 1 atm 100 671,67 212 373,16

El motor térmico reversible, el mismo que el gas perfecto, son conceptos ideales y, como tal, no puede dar lugar a ninguna realización experimental de dispositivos termométricos.

Sin embargo, las características del gas ideal se obtuvieron por extrapolación de los gases reales de baja presión, y por lo tanto, es posible utilizar termómetros basados ​​en variaciones de presión y el volumen de un gas. Sin embargo, el uso de un termómetro de gas requiere un conocimiento previo y sobre todo un uso delicado, lo que hace raro y ser relegado a utilizar laboratorios de investigación. Sin embargo, se ha utilizado para determinar con precisión la temperatura de varios puntos termométricas con los que calibrar otros dispositivos de uso más fácil.

Se le da los valores de varios puntos fijos en la siguiente tabla.

punto triple del helio 4.22

punto triple del hidrógeno 13,81

Punto de ebullición de hidrógeno 20.28

Punto de ebullición de neón 27102

punto triple del oxígeno 54361

Punto de ebullición 90188 oxígeno

punto triple del agua 273,16

punto de ebullición del agua 373.15

punto de congelación de zinc 692,73

punto de congelación de plata 1235.08

punto de congelación 1.337,58 Oro

COMO SE DEFINE los termómetros

Los termómetros se definen cuando existen los siguientes elementos al mismo tiempo:

• Cuerpo vaina

• Punto

• Escala empírica

Los termómetros se basan

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