Temperatura (Informe De Laboratorio)

Universidad de Oriente

Núcleo- Anzoátegui

Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Departamento de Mecánica

Laboratorio de Ingeniería Mecánica I

Medición de Temperatura

Realizado por: Revisado por:

Acevedo, Mariana Profesor: Martínez, Johnny C.I.:19316424

Sección: 02

Barcelona, 24 de diciembre 2010

Índice

Pág.

Objetivos 3

Introducción 4

Facilidades 5

Procedimiento Experimental 6

Resultado 7

Análisis de Resultados 10

Conclusiones 11

Recomendaciones 12

Bibliografía 13

Apéndices 14

Objetivos

Objetivo General:

Familiarizar al estudiante de Ingeniería Mecánica con los distintos instrumentos usados para medir temperatura.

Objetivos Específicos:

Aprender el principio de funcionamiento de los instrumentos de medición de temperatura utilizados en la práctica.

Utilizar correctamente los instrumentos de medición de temperatura existentes en el laboratorio y tomar los datos correspondientes.

Expresar de forma escrita y con propias palabras el principio de funcionamiento de los diferentes instrumentos utilizados.

Identificar la aplicación mas adecuada de los diferentes instrumentos utilizados.

Calibrar un instrumento de medición de temperatura.

Introducción

La temperatura es una medida de la energía sensible de un cuerpo, lo cual se traduce en la cantidad de energía cinética que poseen sus moléculas.

A lo largo de la historia el ser humano ha sido capaz de idear mecanismos e instrumentos capaces de poder determinar tales variaciones de temperatura, basándose en las diferencias en el comportamiento de los elementos al someterse a distintas temperaturas. Estos, han venido evolucionando con el pasar del tiempo. Recientemente existen variedades de 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), termómetros bimetálicos, termopares, termómetros de resistencia, pirómetros de radiación, entre otros. La selección apropiada de un instrumento de temperatura, depende mucho del conocimiento de los diferentes tipos de sensores disponibles, de sus limitaciones y de consideraciones prácticas.

El termómetro de mercurio es el más conocido porque su funcionamiento es el más sencillo, sin embargo su uso es menos utilizado en el campo industrial ya que el mercurio es altamente contaminante y también por la fragilidad de este instrumento. El termómetro bimetálico es uno de los más usados en los procesos industriales como indicador de temperatura, en el cual la cinta bimetálica generalmente se dobla en forma helicoidal, de modo que al calentarse se produce un movimiento de rotación, el cual se utiliza para mover una aguja de indicación sobre una escala. Otro de los termómetros comunes o utilizado también en las industrias es el termopar, el cual está constituido por dos metales diferentes (hierro-constantan, cobre-constantan y/o cromo-constatan).

Con esta experiencia se obtendrán datos de temperatura vs tiempo para cada uno de los instrumentos usados, los cuales se compararan en graficas y se relacionaran con sus respectivos principios de funcionamiento; para así obtener conocimientos acerca de los diferentes fundamentos en los cuales se basan los dispositivos utilizados en la medición de la temperatura.

Facilidades Experimentales

Equipos:

Termopar:

Marca 4M Industries inc.

Apreciación (±0,1mV)

Capacidad 200mV

Serial 042387

Termómetro Bimetálico:

Marca Weston

Apreciación (±5ºC)

Capacidad 300ºC

Cocinilla Eléctrica:

Marca Corning

Serial 042365

Termómetro de Mercurio:

Marca Ludwig

Apreciación (±1ºC)

Capacidad 55ºC

Cronómetro:

Teléfono móvil marca Nokia

Materiales:

Vasos de Precipitado:

Marca Pyrex

Capacidad 400ml

Agua

Hielo

Procedimiento Experimental

Se coloco un beacker con agua líquida común a temperatura ambiente sobre la cocinilla eléctrica.

Se verifico las apreciaciones respectivas de cada uno de los instrumentos de medición a utilizar.

Se introdujo en el liquido los tres instrumentos de medición de temperatura (termómetro de mercurio, termómetro bimetálico y termopar)

Para el termopar se realizo el experimento colocando una de sus puntas en el agua en estudio y la otra en un beacker con hielo (esto para obtener la variación de temperatura en forma de diferencia de potencial).

Se procedió a encender la cocinilla

Se inicio el cronometraje y se medían las temperaturas iníciales.

Se realizo la medición frecuentemente cada 60 segundos.

A las 20 mediciones se detuvo la práctica porque se registraron temperaturas que permanecieron constantes en los tres instrumentos tres veces consecutivas.

Resultados

Figura 1. Curva de calibración del Termómetro Bimetálico.

Figura 2. Curva de calibración del Termopar.

Figura 3. Curva de calentamiento del agua: Termómetro Bimetálico y Termómetro de Mercurio.

Figura 4. Curva de calentamiento del agua: Termopar

Figura 5. Grafica de respuesta de algunos Termopares.

Análisis de Resultados

En las graficas de Temperatura Vs Tiempo se aprecia que las mediciones realizadas por el Termómetro de Mercurio (instrumento patrón seleccionado para el ensayo) están ligeramente por encima de las mediciones registradas con el Termómetro Bimetálico, esto se debe a las apreciaciones de cada instrumento, puesto que para el Termómetro de Mercurio la lectura mínima es de 1°C, mientras que para el Termómetro Bimetálico es de 5°C.

En el estudio de la calibración del Termómetro Bimetálico se obtuvo una pendiente de la recta muy aproximada a la unidad, lo cual es logico. Ya que las medidas de temperatura arrojadas por ambos instrumentos son similares y están en la escala centígrada.

El termopar utilizado en el experimento es Hierro-Constantan, ya que al comparar la recta que genera su comportamiento térmico con la recta ajustada sobre las graficas de otros termopares utilizados en la industria, coincide mayormente con la grafica de este termopar.

Conclusiones

El Termómetro de Mercurio posee menor apreciación que el Termómetro Bimetálico, por lo tanto, para variaciones pequeñas de temperatura de es recomendable utilizar el Termómetro de Mercurio.

El Termómetro de Mercurio tiene su origen en el principio de dilatación volumétrica de los cuerpos sometidos a incrementos de temperatura.

El Termopar registra las variaciones en la temperatura a través de diferencia de potencial entre punta fría y la punta caliente.

Se determino por comparación de la curva de comportamiento de termopares registradas que el material del termopar usado es Hierro-Constantan.

Recomendaciones

Para variaciones pequeñas de temperatura se recomienda la utilización del Termómetro de Mercurio pues garantiza mayor exactitud debido a su apreciación.

El uso del termopar es el ideal para casos donde

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