Medir el tiempo

Medición del tiempo

El tiempo es la magnitud física que mide la duración o separación de las cosas sujetas a cambio, de los sistemas sujetos a observación. Es la magnitud que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al principio de causalidad.

El tiempo es entonces una magnitud y para medirla es necesario utilizar una unidad de la misma magnitud.

Unidades de medida del tiempo

Para medir tiempos se necesitan dos cosas:

reloj• Una unidad de medida.

•Un mecanismo que por un movimiento regular reproduzca dicha unidad de medida.

El mecanismo que se utiliza es el reloj y la unidad principal de tiempo es el segundo.

Un segundo se escribe 1 s.

Según la definición del Sistema Internacional de Unidades, un segundo es igual a 9.192.631.770 períodos de radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs).

rotación

1 día = 24 horas, es el tiempo que tarda la Tierra en dar la vuelta completa alrededor de su eje.

traslación

La Tierra tarda 365 días y 6 horas aproximadamente en dar una vuelta completa alrededor del Sol. Por ello, se acordó medir: 1 año = 365 días y cada cuatro años se agrega un día - 1 año bisiesto = 366 días

Otras unidades de tiempo son:

1 minuto = 60 segundos (1 min = 60 s)

1 hora = 60 minutos (1 h = 60 min)

1 día = 24 horas

1 año normal = 365 días

1 año bisiesto = 366 días

1 lustro = 5 años

1 década = 10 años

1 siglo = 100 años

1 milenio = 1.000 años

Medidores de temperatura

La temperatura puede definirse como la fuerza motriz que produce una transferencia de calor. Dos cuerpos estan a la misma temperatura si no hay transferencia de calor cuando se ponen en contacto. La temperatura se mide mediante los termometros y las escalas mas usuales son la celcius o centigrados y la fahrenheit. Se seleccionan dos puntos fijos para normalizar un termometro, generalmente el punto de congelacion y el punto de ebullicion del agua a presion de 1 atmosfera.

En la escala centigrados (ºC) el punto de congelacion del agua es definido como 0ºC y el punto de ebullicion del agua como 100ºC. La distancia entre estos dos puntos es dividida en 100 partes iguales y cada division corresponde a 1ºC.

En la escala fahrenheit (ºF) se define el punto de congelacion del agua como 32ºF y el punto de ebullicion como 212ºF. La distancia entre estos dos puntos es dividida en 180 partes iguales y cada division es 1ºF. Las dos escalas se relacionan mediante la formula:

t (ºF) = 1.8 (tºC)+ 32

La relacion de magnitud entre las dos escalas es:

(ºC/ºF) = 1.8

Se demuestra experimentalmente que la presion de un gas se incrementa en 1/273 por cada grado centigrado de aumento de temperatura, y en la misma forma decrece 1/273 por cada grado centigrado de disminucion de temperatura. Se concluye entonces que al presion ejercida por un gas cesaria cuando su temperatura llegase a 273ºC bajo cero. Esta temperatura equivalente a -273ºC es llamada sero absoluto de temperatura y es el punto de partida de la escala Kelvin absoluta. E n la escala Fahrenheit el cero absoluto corresponde a -460ºF y la escala que toma este punto de partida se denomina escala Ranking absoluta. la relacion entre estas dos escalas es:

t (ºR) = 1.8 (tºK)

La relacion de magnitudes entre las dos es:

(ºK/ºR) = 1.8

Las siguientes formulas y relaciones son tambien de gran utilidad:

t (ºK) = t (ºC) + 273

t (ºR) = t ( ºF) + 460

(ºK /ºC) = 1 ; (ºR/ºF) = 1

Termómetro

Un termómetro es un instrumento que sirve para medir la temperatura, basado en el efecto que un cambio de temperatura produce en algunas propiedades físicas observables y en el hecho de que dos sistemas a diferentes temperaturas puestos en contacto térmico tienden a igualar sus temperaturas. Entre las propiedades físicas en las que se basan los termómetros destaca la dilatación de los gases, la dilatación de una columna de mercurio, la resistencia eléctrica de algún metal, la variación de la fuerza electromotriz de contacto entre dos metales, la deformación de una lámina metálica o la variación de la susceptibilidad magnética de ciertas sales paramagnéticas.El termómetro de dilatación de líquidos es el más conocido. Consta de una ampolla llena de líquido unida a un fino capilar, todo ello encerrado en una cápsula de vidrio o cuarzo en forma de varilla. La sensibilidad que se logra depende de las dimensiones del depósito y del diámetro del capilar, y en los casos más favorables es de centésimas de grado.El rango de temperaturas en que es más fiable depende de la naturaleza del líquido empleado. Por ejemplo, con alcohol se logra buena sensibilidad y fiabilidad entre -100 ºC y 100 ºC, mientras que el termómetro de mercurio es indicado entre -30º y 600 ºC.

TERMOMETROS DE DILATACION

De -170 a 500 °C. Se suele emplear mercurio.

El vidrio del termómetro debe elegirse por su estabilidad y debe estar bien recocido. El bulbo, a altas temperaturas y presiones, está expuesto a aumento permanente de volumen, ocasionando que la indicación del termómetro sea más baja de lo debido.

Los termómetros de mercurio más exactos están graduados y calibrados para inmersión total; esto es, con todo el mercurio, incluyendo el del tubo, a la temperatura que se está: midiendo. Si parte del mercurio de la columna se extiende fuera de la región en que se ha de medir la temperatura, hay que aplicar una corrección a la lectura, basada en la longitud en grados de la columna emergente, en la diferencia de temperatura entre la columna emergente y el bulbo y en la dilatación relativa del mercurio y del vidrio.

Termómetro de Beckmann

El termómetro diferencial de Beckmann tiene una escala de 30 cm de largo, aproximadamente, con una escala total de 5 6 6 grados C. en divisiones. de 0.01 de grado. Está construido de suerte que una parte del mercurio del bulbo puede ser trasladada a un depósito de manera que lleve el extremo de la columna de mercurio a la sección graduada para las zonas de temperaturas en que se han de medir las diferencias. Se emplea sólo para medir diferencias de temperatura. La exactitud conseguida está entre 0.002 y 0.005 grados en la medida de cualquier intervalo dentro de los límites de la escala.

Termómetro de cinta bimetálica

Este termómetro consiste en una cinta hecha de dos metales de coeficientes de dilatación térmica muy diferente, tales como el Invar y el latón, soldados cara con cara en toda su longitud. La cinta puede ser casi recta o puede formar una espiral para conseguir mayor sensibilidad. Una elevación de temperatura cambia la curvatura de la cinta, puesto que el latón aumenta más rápidamente en longitud que el Invar. Si uno de los extremos es fijo, un indicador unido al extremo libre se mueve sobre una escala graduada en temperaturas o una pluma se mueve sobre una tarjeta movible para registrar la temperatura. Las cintas bimetálicas se emplean para obrar sobre contactos eléctricos que controlan la temperatura de habitaciones, baños de aire y hemos. Dentro del intervalo.

La respuesta a los cambios de temperatura es casi lineal. Dentro del intervalo de temperaturas aceptado (no superior a 1500 C. cuando se emplea el latón, considerablemente superior cuando se emplea en lugar del latón una aleación de cromo y níquel), los errores inherentes a la cinta son insignificantes. Pueden ocasionarse errores apreciables en el enlace mecánico. Hay una frna , la cual la cinta bimetálica es una espiral dentro de un tubo delgado de metal, y la aguja indicadora se mueve sobre una escala circular graduada, coaxial con el tubo. Puede reemplazar al termómetro de mercurio para numerosos usos.

Termómetros llenos de gas

El termómetro de gas de volumen constante mencionado al hablar del establecimiento de la escala termodinámica de temperaturas, pertenece a la categoría de termómetros llenos de gas y es el más exacto de este tipo. Sólo se emplea en los laboratorios de patrones a causa de su complejidad y de su tamaño. Para usos industriales, un termómetro por presión de gas consta de un elemento que mide la presión, como el tubo Bourdon conectado por un tubo capilar a una ampolla que se expone a la temperatura que se ha de medir. El sistema se llena, a presión, con un gas inerte, ordinariamente el nitrógeno. Puesto que la presión del gas en un recipiente cerrado es proporcional a su temperatura absoluta, el elemento medidor puede ser calibrado en grados de temperatura con una escala dividida uniformemente. Como el gas del elemento medidor y del tubo de conexión no está a la temperatura del bulbo, el volumen de éste tiene que ser grande para que los errores introducidos por la diferencia de temperatura del elemento medidor de la presión y del tubo capilar resulten insignificantes. El bulbo debe tener por lo menos cuarenta veces el volumen del resto del sistema. Por ello, y a causa del retardo en la transmisión de los cambios de presión por el tubo capilar, la longitud de éste se limita a un máximo de 60 m, y es preferible mucho menos.

La

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