Mediciones del calor y la temperatura

Montessori de Tepoztlán
Calor y temperatura. Luz y fenómenos ópticos.
Termología y Calorimetría.
25 de mayo del 2006
Índice
Resumen... 3
Introducción o antecedentes... 3
Discusión y análisis... 4
Termología... 4.1
Termómetros... 5.1
Termómetro de Radiación... 5.1
Dilatación... 6.1
Dilatación lineal... 6.2
Relevancia actual y Conclusión... 7
Glosario... 7
Bibliografía. ... 7
Resumen
Busque en el Internet las bases de la temperatura viendo los temas de Termología y Calorimetría en donde
desgloso temas mas comunes como tipos de medición y equivalencias de estas mediciones en grados. Hablo
sobre los instrumentos mas adecuados para un trabajo que nos permite medir la temperatura.
Para finalizar hablo del tema de la dilatación lineal que lo expreso como obra plástica con un termómetro y
une bote lleno de hielos que me permite darle un apoyo a mi exposición para un mayor entendimiento.
Introducción o antecedentes
Termología
El diccionario lo define como Parte de la física que trata de los fenómenos en que interviene el calor o la
temperatura. Tomando en cuenta los temas:
• Calor y temperatura.
• Termómetros.
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• Dilatación de sólidos.
• Dilatación de líquidos.
• Medidas caloríficas.
Calorimetría
El diccionario lo define como medida del calor que se desprende o absorbe en los procesos físicos, químicos o
biológicos.
Térmica
Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza (energía
geotérmica), mediante la combustión de algún combustible fósil (petróleo, gas natural o carbón), mediante
electricidad por efecto Joule, por rozamiento, por un proceso de fisión nuclear o como residuo de otros
procesos mecánicos o químicos.
Discusión y análisis
Termología
− Como medimos la temperatura.
Se han inventado muchos instrumentos para medir la temperatura de forma precisa. Todo empezó con el
establecimiento de una escala de temperaturas. Esta escala permite asignar un número a cada medida de la
temperatura.
El agua hierve a
Temperatura Ambiente
El agua se congela a
Cero Absoluto
oF
212
72
32
−460
oC
100
23
0
−273
oK
373
296
273
0
A principios del siglo XVIII, Daniel Gabriel Fahrenheit (1686−1736) de origen alemán y se duda que sea
polaco, que inventó el termómetro de alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio en 1714. La escala de
temperatura Fahrenheit fue desarrollada en 1724. Creó la escala Fahrenheit. Fahrenheit asignó al punto de
congelación del agua una temperatura de 32 grados y al punto de ebullición una de 212 grados. Su escala está
anclada en estos dos puntos.
Unos años más tarde, en 1743, Anders Celsius (1701−1744) fue un astrónomo suizo que inventó la escala
Celsius en 1742. Usando los mismos puntos de anclaje Celsius asignó al punto de congelación del agua una
temperatura de 0 grados y al de ebullición una de 100 grados (de ahí el nombre centi, que quiere decir cien, y
grado). La escala Celsius se conoce como el Sistema Universal. Es el que se usa en la mayoría de los países y
en todas las aplicaciones científicas.
Lord William Kelvin (1824−1907) fue un físico Escocés que inventó la escala en 1854. Hay un límite a la
temperatura mínima que un objeto puede tener. La escala Kelvin está diseñada de forma que este límite es la
temperatura 0.
A la temperatura del cero absoluto no hay movimiento y no hay calor. Es cuando todo el movimiento atómico
y molecular se detiene y es la temperatura más baja posible. El cero absoluto tiene lugar a 0 grados Kelvin,
−273.15 grados Celsius o −460 grados Fahrenheit. Todos los objetos tienen una temperatura más alta que el
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cero absoluto y por lo tanto emiten energía térmica o calor.
En un objeto frío las moléculas se mueven lentamente y en uno caliente se mueven deprisa. Cuando dos
objetos se ponen en contacto sus movimientos moleculares medios se igualan y cuando esto ocurre se dice que
han alcanzado equilibrio térmico.
− Termómetros
Termómetro Clínico:
El termómetro marca la temperatura gracias al mercurio que contiene, el cual se expande con el calor. El
pequeño conducto que corre a todo lo largo de la parte interna del cristal, tiene un estrechamiento que impide
el regreso del metal cuando ya no está en contacto con el paciente.
Este es el termómetro casero y sirve para detección de temperatura en la salud.
Ahora se dice que para ahorrarse líos existe el termómetro clínico digital que permite una lectura gracias a un
censor que se encuentra en la punta y hace una lectura que se registra en la pantalla.
Termómetro de Gas:
El termómetro de gas se compone de un recipiente lleno de gas unido a un capilar en forma de "U" lleno de
mercurio. El nivel de mercurio se mantiene constante, por lo que el volumen de gas no varía. Por lo tanto, es
la presión (atmosférica + columna de mercurio) la variable que utilizamos para medir la temperatura. Como el
volumen es constante, la presión varía linealmente con la temperatura.
Pirómetro Óptico:
Un pirómetro óptico es un instrumento utilizado para medir la temperatura de un cuerpo. Funciona
comparando el brillo de la luz emitida por la fuente de calor con la de una fuente estándar.
El pirómetro consta de dos partes: un telescopio y una caja de control. El telescopio contiene un filtro para
color rojo y una lámpara con un filamento calibrado, sobre el cual la lente del objetivo enfoca una imagen del
cuerpo cuya temperatura se va a medir. También contiene un interruptor para cerrar el circuito eléctrico de la
lámpara y una pantalla de absorción para cambiar el intervalo del pirómetro.
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Este tipo de pirómetro óptico mide una temperatura que alcanza los 2.400 ºF, pero existen otros más
complejos que pueden alcanzar los 10.000 ºF (5.538 ºC) o más.
También existe otro tipo de pirómetro, llamado termoeléctrico, que funciona de forma satisfactoria hasta los
3.000 ºF (1.649 ºC).
Termómetro de Radiación:
Lo ultimo de tecnología casera o clínica para mediciones de temperatura corporal eliminando el riesgo al
tomar la temperatura de niños pequeños i de personas ancianas, como la posibilidad de perforar el intestino o
de una contaminación bacteriana.
El instrumento mida la intensidad de la radiación que procede del tímpano y los tejidos circundantes y
convierte esta información a una lectura numérica normal. El tímpano es un lugar especialmente apropiado
para medir la temperatura corporal porque esta cercadle hipotálamo, que es el centro de la temperatura del
organismo.Termómetro infrarrojo de oído:
•
La innovadora tecnología por infrarrojos permite la medición de la temperatura en el oído en un
segundo
• Ofrece la posibilidad de medir la temperatura superficial de los siguientes objetos
♦ Temperatura de la leche del biberón
♦ Temperatura del agua del baño del bebé
♦ Temperatura ambiente
• Diseño ergonómico especial
• La medición puede realizarse incluso mientras el niño duerme
• Emite una alarma cuando hay fiebre
• Puede intercambiar entre °C y °F
• Al encender muestra automáticamente el valor de la última medición
• Intervalo de medición de 0 °C a 100 °C
Los termómetros digitales electrónicos ofrecen ciertas ventajas sobre los de mercurio. Éstos obtienen lecturas
de temperatura más rápido y su pantalla digital es fácil de leer. Tampoco hay riesgo de vidrio roto o de
mercurio.
La ventaja clave de los termómetros infrarrojos es su velocidad. Miden rápidamente, usualmente en segundos.
Los termómetros infrarrojos miden el calor termal generado por superficies y cavidades. Los censores
infrarrojos no pueden medir el calor o la temperatura debajo de la superficie.
− Dilatación
La experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. La
dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto.
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A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento (se dilata) o enfriamiento (se
contrae) se denomina Dilatación térmica.
La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto
hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a
posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las
moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones.
• Dilatación lineal
La dilatación o la contracción se producirá en las tres direcciones del espacio, pero para simplificar el
problema en el caso de los sólidos y suponiendo que unas de las dimensiones es mucho mayor que las otras
dos, en muchas ocasiones se habla de dilatación únicamente en una dirección. En este caso se denomina
dilatación lineal.
Relevancia actual y Conclusión
Todo lo relacionado con la medición de temperatura y la temperatura hoy ya se tiene muy desarrollado en
cuestiones tecnológicas como maquinas sofisticadas para hacer estas mediciones hasta los pequeños
instrumentos clínicos. La temperatura es un tema muy cotidiano y fácil de comprender, es un acontecimiento
físico que sucede en la naturaleza al cual estamos muy pegados pero no analizamos bien que es lo que sucede
y como sucede.
Las tres distintas medidas de temperaturas son para distintos objetivos, mi opinión es que kelvin es la mas
adecuada para cuestiones más científicas, al tener como el cero, el cero absoluto en el que el tiempo se
congela, esto permite tener mas rangos científicos para la medición de temperaturas extremas. En cambio
Centígrados o Celsius es para uso más casero en el que no se necesita medir temperaturas extremas.
Glosario
Convección: Traslado de calor por medio de una corriente móvil de fluido (agua, aire, etc.) La piel es
enfriada o calentada por la convección por exposiciones al aire caliente o frió.
Radiación: Traslado de calor por medio de ondas electromagnéticas a través del aire o el vacío desde un
objeto caliente a otro más frío. La piel es calentada por radiación cuando se esta al sol o cerca de un fuego y
enfriada por radiación cuando se esta cerca de una pared fría.
Conducción: Corriente de calor a través de un material sólido. El calor es conducido hasta o desde la piel
cundo se aprieta ésta contra un objeto más frío, o más caliente, tal como una patata caliente o un cubito de
hielo.
Bibliografía
• Copias Carpeta 3°.
• http://www.google.com
• http://www.el−mundo.es/diccionarios/
• http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/measure_sp_06sep01.html
• http://es.wikipedia.org/wiki/Portada
• http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=48&l=s
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