Temperatura
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido trasnacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.
Temperatura
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido trasnacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido trasnacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.
Calor
El calor se define como la transferencia de energía que se da entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).
Energía
El término energía (del griego ἐνέργεια [enérgueia], ‘actividad’, ‘operación’; de ἐνεργóς [energós], ‘fuerza de acción’ o ‘fuerza trabajando’) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.
En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, energía se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
Energía térmica
La energía térmica o calorífica es la parte de energía interna de un sistema termodinámico en equilibrio que es proporcional a su temperatura absoluta y se incrementa o disminuye por transferencia de energía, generalmente en forma de calor o trabajo, en procesos termodinámicos. A nivel microscópico y en el marco de la Teoría cinética, es el total de la energía cinética media presente como el resultado de los movimientos aleatorios de átomos y moléculas o agitación térmica, que desaparecen en el cero absoluto.
Termómetro
El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cual significa "caliente" y metro, "medir") es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.
Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.
Termómetro clínico digital
Termómetro de gas
El termómetro de gas mide la temperatura por la variación del volumen o la presión de un gas.
Funcionamiento
El termómetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicación extraordinario: desde -27 °C hasta 1477 °C. Pero es más complicado, por lo que se utiliza más bien como un instrumento normativo para la graduación de otros termómetros.
El termómetro de gas a volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio, hidrógeno o nitrógeno, según la gama de temperaturas deseada- y un manómetro medidor de la presión. Se pone la ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la columna de mercurio (manómetro) que está en conexión con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.
termómetro de expansion de gas
Dilatación Lineal
Dilatación superficial
Este fenómeno se representa con la siguiente fórmula;
ΔA=βAoΔT
Donde;
ΔA representa el aumento de área.
β representa la dilatación del material.
Ao es el área inicial.
ΔT es el incremento de temperatura.
Ahora veamos como se aplica en un problema;
Una placa de vidrio de 10*10cm incrementa su temperatura de 17° a 50°c.
¿Cuál es su incremento superficial?
Lo que nos pide el problema es ΔA.
¿Cómo llegamos a ese resultado?;
ΔA=βAoΔT
Solo sustituimos valores ya que todos los datos los proporciona el problema.
ΔA=100cm2(1.8*10-51/c)(50°-17°)
Realizamos las operaciones para llegar al resultado;
ΔA=0.0594 cm2
Y así de fácil se resuelven estos problemas.
Dilatación volumétrica.
Ya para finaliza con este tema pasemos a la dilatación volumétrica.
Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo, este fenómeno se ve dado por la siguiente formula;
ΔV=ᵧVoΔT
donde;
ΔV representa el aumento de volumen del cuerpo.
Vo representa el volumen inicial.
ΔT es el cambio de temperatura.
Ahora ejemplifiquemos esto para lograr tener un mejor entendimiento.
El volumen inicial del mercurio es de 30 cm3, pero este sufre un cambio de temperatura de 10° a los 60°.
¿Cuál será su volumen final?
ΔV=ᵧVoΔT
ΔV=0.18*10-3(30 cm3)(60°-10°)
ΔV=0.27cm3
Nota; los valore de β, ᵧ, ᾳ, fueron tomado de las siguientes tablas, las cuales representan los coeficientes de dilatación en sus distintas formas.
sustancia ᾳ(1/°c)
Aluminio 23*10-6
Cobre 17*10-6
Zinc 26*10-6
Vidrio común 9*10-6
Vidrio pírex 3.2*10-6
Plomo 29*10-6
Sílice 0.4*10-6
Acero 11*10-6
Diamante 0.9*10-6
Los valore de β se obtienen de multiplicar por dos los valores de la tabla anterior.
Sustancia ᵧ(1/°c)
Alcohol etílico 0.75*10-3
Bisulfato de carbono 1.20*10-3
Glicerina 0.49*10-3
Mercurio 0.18*10-3
Petróleo 0.90*10-3
Aluminio 23*10-6
Cobre 17*10-6
Zinc 26*10-6
Vidrio común 9*10-6
Vidrio pírex 3.2*10-6
Plomo 29*10-6
Sílice 0.4*10-6
Acero 11*10-6
Diamante 0.9*10-6
Los valore de β se obtienen de multiplicar por dos los valores de la tabla anterior.
Sustancia ᵧ(1/°c)
Alcohol etílico 0.75*10-3
Bisulfato de carbono 1.20*10-3
Glicerina 0.49*10-3
Mercurio 0.18*10-3
Petróleo 0.90*10-3
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