Cbtis 243

Catedrático:

Maugro joseim Gómez roblero

Alumno:

Tahiri Velázquez Aguilar

Especialidad:

Ofimática

Grado:

5 semestre

Grupo:

“a”

Temas:

Termología

Temperatura

Calor

Escalas termométricas

Escalas termométricas y dilatación

Cantidad de calor

Fecha de entrega:

25 de noviembre del 2015

Presentación

Al investigar cada uno de estos temas que son: termología, temperatura,

calor, escalas termométricas, escalas termométricas y dilatación, y

cantidad de calor, para así saber cuál es su definición sus conceptos y

como utilizar algunos de esos en nuestra vida cotidiana

TERMOLOGIA

La terminología es un campo de estudio interdisciplinario que se nutre de un conjunto

específico de conocimientos conceptualizado en otras disciplinas (lingüística, ciencia del

conocimiento, ciencias de la información y ciencias de la comunicación). La

palabra terminología se utiliza también para hacer referencia tanto a la tarea de recolectar,

describir y presentar términos de manera sistemática (la también llamada termino grafía)

como al vocabulario del campo de una especialidad en particular.

La termología (termo = calor, logia = estudio) es la parte de la física que estudia el calor y

sus efectos sobre la materia. Ella es el resultado de una acumulación de descubrimientos

que el hombre ha hecho desde la antigüedad, atingiendo su clímax en el siglo XIX gracias

a científicos como Joule, Carnot, Kelvin y muchos otros.

Temperatura y Calor:

Temperatura: Las partículas constituyentes de los cuerpos están en continuo movimiento. Entendemos como temperatura la grandeza que mide el estado de agitación de las partículas de un cuerpo, caracterizando su estado térmico. Calor: Es una forma de energía en tránsito de un cuerpo de mayor temperatura para otro de menor temperatura. Se estableció como unidad de cantidad de calor la caloría (cal). Se dice caloría (cal) a la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua de 14,5ºC a 15,5ºC, bajo presión normal. En el Sistema Internacional de unidades, la unidad de calor es el Joule (J). La relación entre caloría y Joule es: 1 cal = 4,186 J. Podemos utilizar también un múltiplo de caloría llamado kilocaloría.

Teoría de termología:

El padre de la terminología moderna como disciplina independiente fue el austríaco Eugen

Wüster, fundador también de la Escuela de Viena, que escribió en los años 1930 una tesis

doctoral acerca de normas técnicas internacionales en electrotecnia y que publicó en 1968

un diccionario llamado "The machine tool", en donde volcó los hallazgos y conclusiones de

su tesis doctoral. Su "Introducción a la teoría general de la terminología" fue publicada, a

título póstumo, en 1968. En ella dice que la terminología debe ser una disciplina autónoma

y autosuficiente, que puede valerse de la lexicología y de la lingüística, pero siempre

reclamando su autosuficiencia y su autonomía.

Aunque las teorías de Wüster han sido extensamente cuestionadas y debatidas, lo cierto

es que, sin él, la Terminología como disciplina no habría podido avanzar y desarrollarse

hasta el punto en que se encuentra hoy día. Aunque desde entonces se han ido reformando

sus postulados, ya nadie cuestiona que se trata de una materia autónoma.

Según Wüster, la terminología es patrimonio de los especialistas, de los expertos, que son

los que entienden, organizan y estructuran este dominio. Una vez que los especialistas

estructuren como ellos crean conveniente su campo de la terminología, los demás usuarios

tienen que adaptarse a él. Para entender esta visión tradicional de la terminología se puede

recurrir a una comparación con la televisión: la mayoría de personas no saben cómo

funciona, pero aun así la usan.

Se trata, por tanto, de un enfoque normativo, que pretende imponer el uso, pretende

establecer la univocidad de los términos para así evitar posibles ambigüedades y problemas

de comunicación. Para ello, el término es tratado como uniforme y estático en el tiempo,

espacio y grupo social; no hay matices ni connotaciones afectivo-sociales. El término está

impoluto, es perfecto para su uso. Lógicamente esto es así porque su función es la de

normalizar.

Wüster afirma que el concepto existe "a priori", independientemente del uso. Ese concepto

está en la mente del especialista. Ese conocimiento especializado se describe por los

expertos, que son los encargados de promover el buen uso terminológico. Este enfoque

tradicional recibe el nombre de "Onomasiológico", que significa que lo que prima es el

concepto y a partir de él se llega al nombre. ("onomasiológico" viene del griego "onoma":

nombre).

Por tanto, el sistema conceptual es previo y de mayor importancia que el terminológico. Lo

que se busca es la universalidad terminológica, por lo que hay que partir del concepto y no

del texto. Según Wüster partir del texto es incorrecto. Se podría decir que la visión de

Wüster de "concepto" es similar a la noción de "idea" dePlatón.3 Ambos sistemas,

conceptual y terminológico, son independientes. Los términos son independientes del

concepto y del contexto, meras etiquetas de los elementos de la realidad, y sólo aportan la

función nominativa. Sin variación, sin cultura, sin tono afectivo-social, etc. Se trata por tanto

de símbolos lingüísticos asignados arbitrariamente.

El problema de la teoría de Wüster es que la asignación, uso y significado de los términos

no es ni mucho menos tan sencillo como él pretendía hacer creer.

En primer lugar, la TGT obvia la complejidad que rodea a las unidades terminológicas. El

uso va más allá de lo normalizado, va siempre por delante de lo normalizado. En el

momento en que se normaliza, un término ya está obsoleto, porque el uso siempre va por

delante de la normalización.

Además, se trata de un modelo idealizado ("lo que debiera ser"), que silencia la diversidad

y la variación, que no tiene en cuenta la dimensión social y restringe su dimensión

comunicativa a la producida entre especialistas y profesionales. Esta dimensión

comunicativa es, en realidad, mucho más amplia: no sólo lo especialistas o profesionales

hacen uso de la Terminología. Hay muchos más usuarios que los que describe Wüster, y

además son mayoritarios, cuyo uso de la terminología no es menos válido, eso sí, aumenta

la complejidad del estudio de la disciplina enormemente. Esto quiere decir que, en realidad,

el significado que se le da al concepto viene determinado por la situación comunicativa.

TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible

mediante 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 traslacional, rotacional, o en

forma de vibraciones. A medida que sea mayor la energía cinética de un sistema, se

observa que éste se encuentra más caliente; es decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las

partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata

de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los

movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).

El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso

histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o

lo caliente.

Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función

de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo

su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de

vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así mismo es uno de los factores que influyen

en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones químicas.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a

una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En

el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala

correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor cero kelvin (0 K)

al cero absoluto, y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin

embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La

escala más extendida es la escala Celsius, llamada «centígrada»; y, en mucha menor

medida, y prácticamente solo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa

a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de

la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y

es usada únicamente en Estados Unidos, y solo en algunos campos de la ingeniería. Sin

embargo, debería utilizarse el Julio puesto que la temperatura no es más que una medida

de la energía cinética media de un sistema, de esta manera podríamos prescindir de

la constante de Boltzmann.

La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de calor o

ausencia de calor, sin embargo, su significado formal en termodinámica es más complejo.

Termodinámicamente se habla de la velocidad promedio o la energía cinética

(movimiento) de las partículas de las moléculas, siendo de esta manera, a temperaturas

altas, la velocidad de las partículas es alta, en el cero absoluto (0 K) las partículas no

tienen movimiento. A menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que

ver con la sensación térmica (ver más abajo), que con la temperatura real.

Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a

nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía

promedio por la partícula. Y actualmente, al contrario de otras cantidades termodinámicas

como el calor o la entropía, cuyas definiciones microscópicas son válidas muy lejos

del equilibrio térmico, la temperatura solo puede ser medida en el equilibrio, precisamente

porque se define como un promedio.

La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de

un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del

sistema.

La temperatura es una propiedad intensiva, es decir, que no depende del tamaño del

sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de

sustancia ni del material del que este compuesto

Ley cero de la termodinámica

Antes de dar una definición formal de temperatura, es necesario entender el concepto

de equilibrio térmico. Si dos partes de un sistema entran en contacto térmico es probable

que ocurran cambios en las propiedades de ambas. Estos cambios se deben a la

transferencia de calor entre las partes. Para que un sistema esté en equilibrio térmico

debe llegar al punto en que ya no hay intercambio neto de calor entre sus partes, además

ninguna de las propiedades que dependen de la temperatura debe variar.

Una definición de temperatura se puede obtener de la Ley cero de la termodinámica, que

establece que si dos sistemas A y B están en equilibrio térmico, con un tercer sistema C,

entonces los sistemas A y B estarán en equilibrio térmico entre sí.1 Este es un hecho

empírico más que un resultado teórico. Ya que tanto los sistemas A, B, y C están todos en

equilibrio térmico, es razonable decir que comparten un valor común de alguna propiedad

física. Llamamos a esta propiedad temperatura.

Sin embargo, para que esta definición sea útil es necesario desarrollar un instrumento

capaz de dar un significado cuantitativo a la noción cualitativa de ésa propiedad que

presuponemos comparten los sistemas A y B. A lo largo de la historia se han hecho

numerosos intentos, sin embargo en la actualidad predominan el sistema inventado

por Anders Celsius en 1742 y el inventado por William Thomson (más conocido como lord

Kelvin) en 1848.

Segunda ley de la termodinámica

También es posible definir la temperatura en términos de la segunda ley de la

termodinámica, la cual dice que la entropía de todos los sistemas, o bien permanece igual

o bien aumenta con el tiempo, esto se aplica al Universo entero como sistema

termodinámico.2 La entropía es una medida del desorden que hay en un sistema.

Este concepto puede ser entendido en términos estadísticos, considere una serie de tiros

de monedas. Un sistema perfectamente ordenado para la serie, sería aquel en que solo

cae cara o solo cae cruz. Sin embargo, existen múltiples combinaciones por las cuales el

resultado es un desorden en el sistema, es decir que haya una fracción de caras y otra de

cruces. Un sistema desordenado podría ser aquel en el que hay 90 % de caras y 10 % de

cruces, o 60 % de caras y 40 % de cruces. Sin embargo, es claro que a medida que se

hacen más tiros, el número de combinaciones posibles por las cuales el sistema se

desordena es mayor; en otras palabras el sistema evoluciona naturalmente hacia un

estado de desorden máximo es decir 50 % caras 50 % cruces de tal manera que cualquier

variación fuera de ese estado es altamente improbable.

Para dar la definición de temperatura con base en la segunda ley, habrá que introducir el

concepto de máquina térmica la cual es cualquier dispositivo capaz de transformar calor

en trabajo mecánico. En particular interesa conocer el planteamiento teórico de

la máquina de Carnot, que es una máquina térmica de construcción teórica, que establece

los límites teóricos para la eficiencia de cualquier máquina térmica real.

CALOR

El calor se define como la transferencia de energía térmica 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 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).

La energía calórica o térmica puede ser transferida por diferentes mecanismos de

transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría

de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe

resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en varias

formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la

energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de

temperatura.

Calor especifico

El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un gramo de

materia. El concepto de capacidad calorífica es análogo al anterior pero para una masa de

un mol de sustancia (en este caso es necesario conocer la estructura química de la misma).

El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se

proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:

donde:

es el calor aportado al sistema.

es la masa del sistema.

es el calor específico del sistema.

y son las temperaturas inicial y final del sistema respectivamente.

es el diferencial de temperatura.

Las unidades más habituales de calor específico son J / (kg · K) y cal / (g · °C).

El calor específico de un material depende de su temperatura; no obstante, en muchos

procesos termodinámicos su variación es tan pequeña que puede considerarse que el

calor específico es constante. Asimismo, también se diferencia del proceso que se lleve

a cabo, distinguiéndose especialmente el "calor específico a presión constante" (en

un proceso isobárico) y "calor específico a volumen constante (en un proceso

isocórico).

De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor específico

del agua es aproximadamente:

Calor especifico moral

El calor específico de una sustancia está relacionado su constitución molecular interna, y a

menudo da información valiosa de los detalles de su ordenación molecular y de las fuerzas

intermoleculares. A altas temperaturas la mayoría de sólidos tienen capacidades caloríficas

molares del orden de (ver Ley de Dulong-Petit, siendo la constante universal

de los gases ideales) mientras que la de los gases monoatómicos tiende a y difiere

de la de gases diatómicos . En este sentido, con frecuencia es muy útil hablar

de calor específico molar denotado por cm, y definido como la cantidad de energía

necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en 1 grado es decir, está

definida por:

donde n indica la cantidad de moles en la sustancia presente. Esta capacidad usualmente

es función de la temperatura .

Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor

dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el

suministro de calor. Se denota por , se acostumbra a medir en J/K, y se define como:

Dado que:

De igual forma se puede definir la capacidad calórica molar como:

Cambios de fase

En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al

aplicarle calor a una sustancia, ésta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos

se les conoce como cambios de fase. Los posibles cambios de fase son:

de estado sólido a líquido, llamado fusión,

de estado líquido a sólido, llamado solidificación,

de estado líquido a gaseoso, llamado evaporación o vaporización,

de estado gaseoso a líquido, llamado condensación,

de estado sólido a gaseoso, llamado sublimación progresiva,

de estado gaseoso a sólido, llamado sublimación regresiva o deposición,

de estado gaseoso a plasma, llamado ionización.

de estado plasma a gaseoso, llamado Desionización

transmisión de calor

El calor puede ser transmitido de tres formas distintas: por conducción, por convección o

por radiación.

Conducción térmica: es el proceso que se produce por contacto térmico entre dos ó

más cuerpos, debido al contacto directo entre las partículas individuales de los cuerpos

que están a diferentes temperaturas, lo que produce que las partículas lleguen al

equilibrio térmico. Ej: cuchara metálica en la taza de té.

Convección térmica: sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica

movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una temperatura, a

regiones que están a otra temperatura. El transporte de calor está inseparablemente

ligado al movimiento del propio medio. Ej.: los calefactores dentro de la casa.

Radiación térmica: es el proceso por el cual se transmite a través de ondas

electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al cuerpo al

que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa. Ej.: La

energía solar.

La conducción pura se presenta sólo en materiales sólidos. La convección siempre está

acompañada de la conducción, debido al contacto directo entre partículas de distinta

temperatura en un líquido o gas en movimiento. En el caso de la conducción, la temperatura

de calentamiento depende del tipo de material, de la sección del cuerpo y del largo del

cuerpo. Esto explica por qué algunos cuerpos se calientan más rápido que otros a pesar de

tener exactamente la misma forma, y que se les entregue la misma cantidad de calor.

Conductividad térmica

La conductividad térmica de un cuerpo está dada por:

donde:

es el calor entregado,

es el intervalo de tiempo durante el cual se entregó calor,

es el coeficiente de conductividad térmica propio del material en cuestión,

es la sección del cuerpo,

es la longitud, y

es el incremento en la temperatura.

Escalas termométricas

Temperatura: es aquella propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están

o no en equilibrio térmico. Equilibrio térmico: es cuando dos o más sistemas están en

contacto y nos dan la misma sensación de temperatura. termómetro: es un instrumento que

sirve para medir la temperatura de los cuerpos.

Escalas termométricas.

1.-Escala Celsius.

2.-Escala Fahrenheit

3.-Escala absoluta o kelvin.

La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para

este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna

propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y

de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al

cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad

del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.

Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que

dice: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio

térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio

térmico entre sí".

Existen varias escalas termométricas para medir temperaturas, relativas y absolutas.

A partir de la sensación fisiológica, es posible hacerse una idea aproximada de la

temperatura a la que se encuentra un objeto. Pero esa apreciación directa está limitada por

diferentes factores; así el intervalo de temperaturas a lo largo del cual esto es posible es

pequeño; además, para una misma temperatura la sensación correspondiente puede variar

según se haya estado previamente en contacto con otros cuerpos más calientes o más fríos

y, por si fuera poco, no es posible expresar con precisión en forma de cantidad los

resultados de este tipo de apreciaciones subjetivas. Por ello para medir temperaturas se

recurre a los termómetros.

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

aquella 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:

1. La expresión matemática de la relación entre la propiedad y la temperatura debe ser

conocida.

2. La propiedad termométrica debe ser lo bastante sensible a las variaciones de

temperatura como para poder detectar, con una precisión aceptable, pequeños

cambios térmicos.

3. 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.

Lo que se necesita para construir un termómetro, son puntos fijos, es decir procesos en los

cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos de este tipo son el

proceso de ebullición y el proceso de fusión.

Existen varias escalas para medir temperaturas, las más importantes son la escala Celsius,

la escala Kelvin y la escala Fahrenheit.

Escala Celsius

Esta escala es de uso popular en los países que adhieren al Sistema Internacional de

Unidades, por lo que es la más utilizada mundialmente. Fija el valor de cero grados para la

fusión del agua y cien para su ebullición. Inicialmente fue propuesta en Francia por Jean-

Pierre Christin en el año 1743 (cambiando la división original de 80 grados de René Antoine

Ferchault de Réaumur) y luego por Carlos Linneo, en Suiza, en el año 1745 (invirtiendo los

puntos fijos asignados por Anders Celsius). En 1948, la Conferencia General de Pesos y

Medidas oficializó el nombre de "grado Celsius" para referirse a la unidad termométrica que

corresponde a la centésima parte entre estos puntos.1

Para esta escala, estos valores se escriben como 100 °C y 0 °C y se leen 100 grados

Celsius y 0 grados Celsius, respectivamente.

Escala Fahrenheit

En los países anglosajones se pueden encontrar aún termómetros graduados en grado

Fahrenheit (°F), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala Fahrenheit difiere de

la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los

grados. En la escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullición y fusión de una

disolución de cloruro amónico en agua. 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:

t(°F) = (9/5) * t(°C) + 32 ó t(°C) = (5/9) * [t(°F) - 32]

donde t(°F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(°C) la expresada

en grados Celsius.

Su utilización se circunscribe a los países anglosajones y a Japón, aunque existe una

marcada tendencia a la unificación de sistemas en la escala Celsius.

Escala Kelvin o absoluta

Si bien en la vida diaria las escalas Celsius y Fahrenheit son las más importantes, en ámbito

científico se usa otra, llamada "absoluta" o Kelvin, en honor a sir Lord Kelvin.

En la escala absoluta, al 0 °C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 °C se

corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un

termómetro centígrado señalará como -273,15 °C. Dicha temperatura se denomina "cero

absoluto".

Se puede notar que las escalas Celsius y Kelvin poseen la misma sensibilidad. Por otra

parte, esta última escala considera como punto de referencia el punto triple del agua que,

bajo cierta presión, equivale a 0.01 °C.

La escala de temperaturas adoptada por el Sistema Internacional de Unidades 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 - 273,15 °C. Este punto llamado cero absolutos

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 Celsius viene dada por la ecuación:

T(K) = t(°C) + 273,15 ó t(°C) = T(K) - 273,15

T(K) = (5/9) * [t(°F) + 459,67] ó t(°F) = (9/5) * T(K) - 459,67

siendo T(K) la temperatura expresada en kelvins.

Escala Rankine

Se denomina Rankine (símbolo R) a la escala de temperatura que se define midiendo en

grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta

escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankineen 1859.

La escala Rankine tiene su punto de cero absolutos a −459,67 °F y los intervalos de grado

son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.

T(R) = t(°F) + 459,67 ó t(°F) = T(R) - 459,67

T(R) = (9/5) * [t(°C) + 273,16] ó t(°C) = (5/9) * [T(R) - 491,67]

siendo T(R) la temperatura expresada en grados Rankine.

Usado comúnmente en Inglaterra y en EE.UU. como medida de temperatura

termodinámica. Aunque en la comunidad científica las medidas son efectuadas en Sistema,

por tanto, la temperatura es medida en kelvins (K).

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 Celsius 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

ESCALAS TERMOMÉTRICAS Y DILATACION

Parece que los primeros intentos de medir la temperatura fueron realizados en el año 170 aC. por Galeno que propuso una escala con cuatro grados de calor y cuatro de frío en torno a una temperatura media (se dice que agua a 50ºC). El hecho de que las dimensiones de los cuerpos, por lo general, aumenten regularmente con la temperatura, ha dado lugar a la utilización de tales dimensiones como propiedades termométricas y constituyen el fundamento de la mayor parte de los termómetros ordinarios. Los termómetros de líquidos, como los de alcohol coloreado empleados en meteorología o los de mercurio, de uso clínico, se basan en el fenómeno de la dilatación y emplean como propiedad termométrica el volumen del líquido correspondiente.

La longitud de una varilla o de un hilo metálico puede utilizarse, asimismo, como

propiedad termométrica. Su ley de variación con la temperatura para rangos no muy

amplios (de 0º a 100 °C) es del tipo:

lt = l0 (1 + a·t)

donde lt representa el valor de la longitud a t grados Celsius, l0 el valor a cero grados y a

es un parámetro o constante característica de la sustancia que se denomina coeficiente

de dilatación lineal. La ecuación anterior permite establecer una correspondencia entre las

magnitudes longitud y temperatura, de tal modo que midiendo aquélla pueda determinarse

ésta.

Una aplicación termométrica del fenómeno de dilatación en sólidos lo constituye el

termómetro metálico. Está formado por una lámina bimetálica de materiales de diferentes

coeficientes de dilatación lineal que se consigue soldando dos láminas de metales tales

como latón y acero, de igual longitud a 0 °C. Cuando la temperatura aumenta o disminuye

respecto del valor inicial, su diferente da lugar a que una de las láminas se dilate más que

la otra, con lo que el conjunto se curva en un sentido o en otro según que la temperatura

medida sea mayor o menor que la inicial de referencia. Además, la desviación es tanto

mayor cuanto mayor es la diferencia de temperaturas respecto de 0 °C. Si se añade una

aguja indicadora al sistema, de modo que pueda moverse sobre una escala graduada y

calibrada con el auxilio de otro termómetro de referencia, se tiene un termómetro metálico.

Cantidad de calor

Cuando una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación, según el caso. El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe, aunque no se manifieste un incremento en la temperatura, ya que mientras dure la fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.

Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entre calor y temperatura.

En tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su temperatura.

La experiencia ha demostrado que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.

La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:

Q = m·Ce·(Tf-Ti)

En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto, Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).

Nota: La temperatura inicial (Ti) se anota también como T0 o como t0.

Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0

Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0

Se define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua Ce vale 1 cal/gº C ó 4,186 J.

MEDIDA DEL CALOR

De acuerdo con el principio de conservación de la energía, suponiendo que no existen pérdidas, cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en

contacto, el calor tomado por uno de ellos ha de ser igual en cantidad al calor cedido por el otro. Para todo proceso de transferencia calorífica que se realice

entre dos cuerpos puede escribirse entonces la ecuación: Q1 = - Q2 en donde el signo - indica que en un cuerpo el calor se cede, mientras que en el

otro se toma. Recurriendo a la ecuación calorimétrica, la igualdad anterior puede escribirse en la forma:

m1 · c1 · (Te - T1) = -m2 · c2 · (Te - T2)

(6)

donde el subíndice 1 hace referencia al cuerpo frío y el subíndice 2 al caliente. La temperatura Te en el equilibrio será superior a T1 e inferior a T2.

La anterior ecuación indica que, si se conocen los valores del calor específico, midiendo temperaturas y masas, es posible determinar cantidades de calor. El

aparato que se utiliza para ello se denomina calorímetro. Un calorímetro ordinario consta de un recipiente de vidrio aislado térmicamente del exterior por

un material apropiado. Una tapa cierra el conjunto y dos pequeños orificios realizados sobre ella dan paso al termómetro y al agitador, los cuales se sumergen en un líquido llamado calorimétrico, que es generalmente agua.

Cuando un cuerpo a diferente temperatura que la del agua se sumerge en ella y se cierra el calorímetro, se produce una cesión de calor entre ambos hasta que

se alcanza el equilibrio térmico. El termómetro permite leer las temperaturas inicial y final del agua y con un ligero movimiento del agitador se consigue una temperatura uniforme. Conociendo el calor específico y la masa del agua

utilizada, mediante la ecuación calorimétrica se puede determinar la cantidad de calor cedida o absorbida por el agua.

En este tipo de medidas han de tomarse las debidas precauciones para que el intercambio de calor en el calorímetro se realice en condiciones de suficiente

aislamiento térmico. Si las pérdidas son considerables no será posible aplicar la ecuación de conservación Q1 = - Q2 y si ésta se utiliza los resultados estarán

afectados de un importante error. La ecuación (6) puede aplicarse únicamente a aquellos casos en los cuales el

calentamiento o el enfriamiento del cuerpo problema no lleva consigo cambios de estado físico (de sólido a líquido o viceversa, por ejemplo). A partir de ella y

con la ayuda del calorímetro es posible determinar también el calor específico del cuerpo si se conocen las temperaturas T1, T2 y Te, las masas m1 y m2 y el calor específico del agua.

Conclusión

Ya investigados estos temas es muy importante aprender los conceptos de cada

uno de estos ya que así sabremos cómo utilizarlos en la vida cotidiana que nos será

de mucha ayuda.

Termología:

Nos dice que es la parte de la física que estudia el calor, y también se encarga de

estudiar el movimiento de las partículas microscópica de un cuerpo que esto es

conocido como calor un ejemplo es la combustión, el refrigerador o hacer deporte.

Temperatura:

Nos dice que la temperatura tiene una relación directa con la parte de la energía

cinética que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema

ya sean en un sentido transnacional, rotacional o en forma vibratoria.

Calor:

Es la transferencia de energía térmica que se da entre diferentes cuerpos como la

que tiene mayor temperatura tramite al que tiene menor temperatura. Como por

ejemplo: calor que nos suministra el sol en una hora.

Escalas termométricas:

Es la que calcula la temperatura de algún líquido, y es aquella propiedad física que

permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico. Nos dice

que la escala termométrica es la escala de Celsius, la escala de Fahrenheit y la

escala de absoluta o kelvin.

Cantidad de calor:

Capacidad calórica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica

transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que

experimenta.