Termómetro a Gas
Enviado por AnDrs Jaya • 4 de Junio de 2018 • Trabajos • 1.322 Palabras (6 Páginas) • 247 Visitas
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Termómetro a Gas
Andrés S. Jaya M., Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Nacional
Resumen—En el documento se trata el termómetro a gas en sus dos versiones, una en el que el volumen del gas es constante y otro en la que la presión del mismo es constante.
El termómetro a gas de volumen constante utiliza una conocida ley de los gases ideales, la ley de Gay-Lussac. Por otro lado, el termómetro a gas de presión constate utiliza la ley de Charles y Gay-Lussac. Esto se puede aplicar debido a que el gas contenido es considerado un gas ideal por las condiciones en las que se encuentra.
Debido a que los dispositivos usan leyes diferentes, ambos deben adecuarse para la aplicación de las mismas, por lo que su constitución varia pero su objetivo no, es decir ambos buscan medir la temperatura.
Al ser costosos y complejos estas dos versiones del termómetro a gas es la razón de que se los use como instrumento normalizador de otros termómetros.
Vocabulario—Ampolla, Capilar, Dilatación, Émbolo, Manómetro, Temperatura, Termómetro.
INTRODUCCIÓN
P
ara empezar se debe definir que es un termómetro. Termómetro es aquel instrumento que sirve para medir la temperatura, existe una diversidad de estos pero los mismos cumplen mejor su función que otros en determinadas situaciones. En un principio se los fabrico de materiales de los cuales aprovechaban su elevado coeficiente de dilatación ya que con el aumento de la temperatura era fácil observar la dilatación del material. Entre los más conocidos está el termómetro de mercurio siendo un capilar sellado con mercurio. En este documento se tratará el termómetro de gas, ya sea a volumen o presión constante, los cuales usan propiedades químicas y físicas para dar la medición respectiva de la temperatura.
El presente trabajo de investigación ha sido propuesto por el Sr. Ing. Galo Núñez, impartidor de la cátedra de Física General II en la Escuela Politécnica Nacional. Con el objetivo de que sus estudiantes se familiaricen en primera instancia con el concepto y funcionamiento de un termómetro a gas a volumen o presión constante, y en segunda instancia con el formato IEEE Report Word para realizar futuros trabajos de investigación documento se lo entregara para la revisión el día 23 de octubre de 2017.
Andrés S. Jaya M. esestudiante con código único 201620333 de Segundo Semestre Referencial de la Carrera de Ingenieria Mecánica de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador (correo electrónico personal: andresjaya0929@gmail.com correo electrónico institucional: andres.jaya@epn.edu.ec )
Base Teórica
Toca tener en cuenta que los termómetros a gas al ser a presión y volumen constante usan diferentes leyes las cuales eran expresadas a continuación.
Termómetro a gas de volumen constante
Esta variación del termómetro a gas utiliza una de las leyes de los gases ideales llamada la Ley de Gay-Lussac la cual establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante [4]. En el termómetro a gas a volumen constante aplicando la ley de Gay-Lussac obtenemos:
[pic 1] (1)
Donde P2 es la presión en el estado dos, P1 es la presión correspondiente a un estado uno o estado inicial, βp es el coeficiente de tensión del gas a volumen constante.
Termómetro a gas de presión constante
Por otro lado, este tipo de termómetro a gas usa una ley llamada Ley de Charles y Gay-Lussac la cual dice que existe con una proporcionalidad entre el volumen y la temperatura [5]. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. [6]
En los procesos de presión constante, o isobaros, la gráfica de Volumen vs Temperatura se produce una recta, la cual está definida por la siguiente ecuación lineal [7]:
[pic 2] (2)
Sabiendo que V2 es el volumen en un estado dos, V1 es el volumen correspondiente a un estado uno o estado inicial, α’ es una constante de proporcionalidad.
Como está constituido
Al tener una diferente base teórica los termómetros de gas mencionados la constitución será diferente.
Termómetro a gas de volumen constante
El termómetro a gas a volumen está compuesto por una ampolla de gas, el cual puede ser helio, hidrogeno o nitrógeno. Además, posee un manómetro medidor de presión. Toca tener en cuenta que el gas es la sustancia termométrica, y cuya propiedad termométrica es la presión [1]. En esta versión del termómetro a gas, cuando a la ampolla que contiene el gas se lo introduce en un ambiente caliente, el gas se expande de tal manera que empuja al mercurio. Hay que tener en cuenta que toca manipular manualmente el tubo de mercurio para reajustar el nivel l momento de realizar la medida de temperatura. [2]
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