3º B (FÍSICO-QUÍMICA) - PROF. LEDESMA, Diego

Físico-Química   3º B – ES                                                                                                                          Prof. LEDESMA, Diego

 
 
Fecha límite de entrega: jueves 06/08
 

 

TERMOLOGIA

"Parte de la física que trata de los fenómenos en que interviene el calor o la temperatura".

TERMOMETRIA

"Parte de la termología que trata de la medición de la temperatura".

 
 

Escalas termométricas

En todo cuerpo material la variación de la temperatura va acompañada de la correspondiente variación de otras propiedades medibles, de modo que a cada valor de aquélla le corresponde un solo valor de ésta. Tal es el caso de la longitud de una varilla metálica, de la resistencia eléctrica de un metal, de la presión de un gas, del volumen de un líquido, etc. Estas magnitudes cuya variación está ligada a la de la temperatura se denominan propiedades termométricas, porque pueden ser empleadas en la construcción de termómetros.
Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir una propiedad termométrica que reúna las siguientes condiciones:
a) La expresión matemática de la relación entre la propiedad y la temperatura debe ser conocida.
b) La propiedad termométrica debe ser lo bastante sensible a las variaciones de temperatura como para poder detectar, con una precisión aceptable, pequeños cambios térmicos.
e) El rango de temperatura accesible debe ser suficientemente grande.
Una vez que la propiedad termométrica ha sido elegida, la elaboración de una escala termométrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones; por una parte, la determinación de los puntos fijos o temperaturas de referencia que permanecen constantes en la naturaleza y, por otra, la división del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos en unidades o grados.
El científico sueco Anders Celsius (1701-1744) construyó por primera vez la escala termométrica que lleva su nombre. Eligió como puntos fijos el de fusión del hielo y el de ebullición del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a la presión atmosférica. Asignó al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fijó el valor del grado centígrado o grado Celsius (°C) como la centésima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos.
En los países anglosajones se pueden encontrar aún termómetros graduados en grado Fahrenheit (°F). La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuación:

(°F) = 1,8 . t(°C) + 32

(8.2)

donde t(°F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(°C)la expresada en grados Celsius o centígrados. La escala de temperaturas adoptada por el SI es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el tamaño de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la escala se fija en el - 273,16 °C. Este punto llamado cero absoluto de temperaturas es tal que a dicha temperatura desaparece la agitación molecular, por lo que,según el significado que la teoría cinética atribuye a la magnitud temperatura, no tiene sentido hablar de valores inferiores a él. El cero absoluto constituye un límite inferior natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero (negativas). La relación con la escala centígrada viene dada por la ecuación:

T(K) = t(°C) + 273,16

(8.3)

siendo T(K) la temperatura expresada en grados Kelvin o simplemente en Kelvin.
 
 

Aplicación de las escalas termométricas

La relación existente entre las escalas termométricas más empleadas permite expresar una misma temperatura en diferentes formas, esto es, con resultados numéricos y con unidades de medida distintas. Se trata, en lo que sigue, de aplicar las ecuaciones de conversión entre escalas para determinar la temperatura en grados centígrados y en grados Fahrenheit de un cuerpo, cuyo valor en Kelvin es de 77 K.
Para la conversión de K en °C se emplea la ecuación

t(°C) = T(K) - 273

es decir:

t(°C) = 77 - 273 = - 196 °C

Para la conversión en °F se emplea la ecuación:

t(°F) = 1,8.t(°C) + 32

t(°F) = 1,8.(- 196) + 32 = - 320,8 °F

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Ejercicios - Termoestática

 

Termometría, escalas y cambio de unidades

 

1) Expresar en grados centígrados 209,75° F.

Rta: 98,75° C

 
2) ¿A qué temperatura centígrada corresponde el 0° F?.

Rta: -17,77° C

 
3) ¿Qué diferencia existe entre -6° C y 15° F?.

Rta: 6,6° F

 
4) Transformar 30° C a grados Fahrenheit.

Rta: 86° F

 
5) Convertir 70° F a centígrados.

Rta: 21,1° C

 
6) ¿A cuantos grados centígrados corresponden 400° K?.

Rta: 127° C

 
7) Convertir 55° F a grados Kelvin.

Rta: 285,77° K

 
8) Pasar 240° K a Fahrenheit.

Rta: -27,67° F

 
9) Convertir -40° C a Fahrenheit.

Rta: -40° F

 
10) ¿A qué temperatura Celsius equivalen 33,8° F?.

Rta: 1° C

 
11) Transformar 175° K a grados centígrados.

Rta: -98° C

 

 
12) En un termómetro Fahrenheit se observa una marca de 125° F y en un Celsius se leen 45° C, ¿cuál de los dos indica mayor estado térmico? Justifica

Rta: el termómetro Fahrenheit

 

 
13) Expresar en grados Fahrenheit el cero absoluto.

Rta: -459,67° F

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¡Es hora que descubras quién sos! Alguien puede conocerte mejor que vos mismo…