La temperatura, se puede medir de muchas formas (de acuerdo a que tipo de termñometro utilice) pero también, las unidades que midan esta, puede variar. Existen diferentes tipos de unidades para medir la temperatura y claro está también existe un sistema de equivalencias entre ellas.
Las escalas o unidades de medias de temperatura son:
Escala Celsius (ºc): En esta escala se define el punto de ebullicioón y congelación del agua, T=0ºc y T=100ºc respectivamente.
Escala Kelvin (K): Esta escala define el 0 absoluto y aproximadamente el punto triple del agua.
Escala Farenheit (ºF): Define el punto de congelacion de una mezcla anticongelante de agua y sal; y temperatura del cuerpo humano.
Escala Reamur (ºRe): Hacia 1730 René Felchaut de Reaumur estudio la dilatacion del termómetro de alcohol entre el hielo fundente y el agua hirviendo y descubrió que un volumen de alcohol de 1000 partes pasaba a 1080, por lo que, tomando como fijos estos dos puntos, dividio su escala en 80 partes.
Escala Rankine: Esta es otra escala que emplea el cero absoluto como punto mas bajo. En esta escala cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Farenheit. En la escala Rankine, el punto de congelacion del agua equivale a 492 ºR y su punto de ebullición a 672 ºR.
EQUIVALENCIAS ENTRE UNIDADES DE TEMPERATURA
ºC = 5/9 (ºF-32)
ºF = 9/5 ºC + 32
K = ºC + 273.15
R(Rankine) = 9/5 K
R = 9/5 ºC + 491.67
R = ºF + 459.67
ºC = 1.25 * ºRe(reaumur)
K = 1.25 * ºRe + 273.15
domingo, 26 de octubre de 2008
sábado, 25 de octubre de 2008
Temperatura y Calor: Termómetros y clasificación.
La temperatura y la cantidad de calor, pueden ser medibles. Ahora bien, el instrumento para la medición de éstos es el termómetro.
Los primeros termómetros se basaron en el principio de dilatación; por esta razón se utilizaron (y se han seguido utilizando)materiales con altos coeficientes de dilatación, para que el fenómeno (el de dilatación) sea mas visible.
Los termómetros son instrumentos de suma importancia, utilizados en el campo de la medicina, de la aeronautica y en industrias como la metalurgica; los termómetros tambien son muy importantes para el monitoreo de alimentos e indispensables para dispositivos electronicos de vigilancia.
Ahora bien, poseen funcionalidades muy similares, pero el procedimiento para llegar a cada resultado puede ser diferente. Los diferentes métodos utilizados para los diferentes tipos de termómetro son:
Termómetro de Gas a Volumen constante: Este tipo de termómetro es muy exacto y tiene un amplio margen de aplicacion (desde -27ºc - 1477ºc), pero es mucho mas complicado de utilizar por lo que se utiliza como un instrumento normativo para la graduacion de otros tipos de termómetros.
Este termómetro se compone de una ampolla con gas, que puede ser helio, hidrogeno o nitrogeno (segun sea la gama de temperatura que se busca) y un manómetro que mida la presión.
Se pone la ampolla de gas en el ambiente, cuya temperatura hay q medir, y se ajusta la columna de mercurio (manómetro) que está en conexion con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas contenido en la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas y a partir de los desniveles de h, se puede medir la temperatura
TERMÓMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE
Termómetro de Mercurio: Este tipo de termómetro se utiliza para tomar las temperaturas del ambiente o entorno exterior. Un termómetro de mercurio esta formado por un capilar de vidrio que se comunica con una ampolla llena de mecurio; al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar. Una escala ya está estandarizada para la dilatación del mercurio por el capilar, nos permite leer directamente el valor de la temperatura.
La UNION EUROPEA ha prohibido la creacion de termómetros de mercurio por su alta toxicidad, y se enmarca dentro del plan para reducir el uso del mercurio en europa, un metal que es altamente contaminante y dañino para la salud.
TERMÓMETRO DE MERCURIO
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Termómetro d Gas a Presión Constante: El funcionamiento de este tipo de termómetro empieza introduciendo el termómetro en un sitema cuya temperatura se desea medir. En este tipo de termómetro, la propiedad termométrica es el volumen ocupado por el gas, manteniedo su presión (la del gas) constante.
El cientifico Gay-Lussac experimento medidas de volumen ocupado por el gas cuando el sistema analizado era hielo (T=0ºc) y cuando el sistema era agua caliente (T=100ºc), de ahí comprobo que independientemente de la cantidad de ga sintroducida, la relación entre los volúmenes cambiaba muy poco de acuerdo a con que tipo de gas trabajáramos.
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Los primeros termómetros se basaron en el principio de dilatación; por esta razón se utilizaron (y se han seguido utilizando)materiales con altos coeficientes de dilatación, para que el fenómeno (el de dilatación) sea mas visible.
Los termómetros son instrumentos de suma importancia, utilizados en el campo de la medicina, de la aeronautica y en industrias como la metalurgica; los termómetros tambien son muy importantes para el monitoreo de alimentos e indispensables para dispositivos electronicos de vigilancia.
Ahora bien, poseen funcionalidades muy similares, pero el procedimiento para llegar a cada resultado puede ser diferente. Los diferentes métodos utilizados para los diferentes tipos de termómetro son:
Termómetro de Gas a Volumen constante: Este tipo de termómetro es muy exacto y tiene un amplio margen de aplicacion (desde -27ºc - 1477ºc), pero es mucho mas complicado de utilizar por lo que se utiliza como un instrumento normativo para la graduacion de otros tipos de termómetros.
Este termómetro se compone de una ampolla con gas, que puede ser helio, hidrogeno o nitrogeno (segun sea la gama de temperatura que se busca) y un manómetro que mida la presión.
Se pone la ampolla de gas en el ambiente, cuya temperatura hay q medir, y se ajusta la columna de mercurio (manómetro) que está en conexion con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas contenido en la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas y a partir de los desniveles de h, se puede medir la temperatura
TERMÓMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE
Termómetro de Mercurio: Este tipo de termómetro se utiliza para tomar las temperaturas del ambiente o entorno exterior. Un termómetro de mercurio esta formado por un capilar de vidrio que se comunica con una ampolla llena de mecurio; al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar. Una escala ya está estandarizada para la dilatación del mercurio por el capilar, nos permite leer directamente el valor de la temperatura.
La UNION EUROPEA ha prohibido la creacion de termómetros de mercurio por su alta toxicidad, y se enmarca dentro del plan para reducir el uso del mercurio en europa, un metal que es altamente contaminante y dañino para la salud.
TERMÓMETRO DE MERCURIO
Termómetro d Gas a Presión Constante: El funcionamiento de este tipo de termómetro empieza introduciendo el termómetro en un sitema cuya temperatura se desea medir. En este tipo de termómetro, la propiedad termométrica es el volumen ocupado por el gas, manteniedo su presión (la del gas) constante.
El cientifico Gay-Lussac experimento medidas de volumen ocupado por el gas cuando el sistema analizado era hielo (T=0ºc) y cuando el sistema era agua caliente (T=100ºc), de ahí comprobo que independientemente de la cantidad de ga sintroducida, la relación entre los volúmenes cambiaba muy poco de acuerdo a con que tipo de gas trabajáramos.
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miércoles, 15 de octubre de 2008
¿Cómo varía la velocidad del sonido en el medio?
Como se ha venido realizando a lo largo de todas las actividades, para afianzar nuestro entendimiento acerca del tema, se hace necesario definir ciertos términos que son indispensables para realizar la actividad.
Primero que todo, debemos definir el Sonido, como unas variaciones en la presion del aire, que son captadas por el oido humano y descifradas en el cerebro del mismo. Esta variaciones en la presión son las conocidas ondas sonoras que hacen de la gran diversidad de ondas mecánicas.
Ahora bien, la velocidad del sonido es, (deduciendo de los conceptos anteriores) la capacidad de propagacion de la onda sonora en un medio.
La percepcion de estas ondas sonoras pueden variar dependiendo de los casos que ya se han estudiado debido al Efecto Doppler. Sin embargo, el medio realiza un papel fundamental a la hora de la propagacion de la onda.
La propagacion del sonido puede verse afectada por los cambios de temperatura en el medio:
1. Cuando en el medio se presentan altas temperaturas, aumenta la frecuencia con la cual se producen las interacciones entre las particulas que transportan la vibracion, esto quiere decir que si se aumentan estas interacciones de transporte de vibracion, el sonido viajará a una velocidad mayor. En conclusión, el aumento de la temperatura en el medio (donde se propage) aumenta consigo la velocidad del sonido en ese medio.
2. Por otra parte, en el caso contrario, cuando en el medio se presentan grados bajos de temperatura, se produce el fenomeno inverso lo que implica una disminucion en las interacciones de las particulas que transportan la vibracion y por ende una disminucion en la velocidad.
Cuando el medio en donde se quiere transportar el sonido es el vacio, se hace imposible este fenomeno debido a que en el medio no existen atomos en los cuales se puedan transmitir estos estimulos de vibracion.
Ahora bien, por otra parte, las ondas sonoras tambien poseen la capacidad de transportarse a través de medios Solidos, Liquidos y Gases.
* La velocidad del sonido en los gases está dada por:
v=((γRT)/M)½
en donde γ=coeficiente de dilatación adiabatica
R= constante universal de los gases
T= temperatura en grados Kelvin
M= masa molar del gas.
* La velocidad del Sonido en los sólidos está dada por:
v=(E/ρ)½
en donde E=módulo de Young
ρ=densidad del material.
* La velocidad del Sonido en los líquidos está dada por:
v=(K/ρ)½
en donde K=módulo de compresibilidad del liquido
ρ=densidad del liquido.
En general, podríamos decir, que la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y al mismo tiempo, en los líquidos es mayor que en los gases; esto se debe a que la velocidad de propagacion del sonido esta dada por la interacción de atomos que transportan la vibración, y es claro que en los sólidos se presenta una menor distancia entre los átomos, lo cual facilita el transporte de estos estimulos vibracionales.
Primero que todo, debemos definir el Sonido, como unas variaciones en la presion del aire, que son captadas por el oido humano y descifradas en el cerebro del mismo. Esta variaciones en la presión son las conocidas ondas sonoras que hacen de la gran diversidad de ondas mecánicas.
Ahora bien, la velocidad del sonido es, (deduciendo de los conceptos anteriores) la capacidad de propagacion de la onda sonora en un medio.
La percepcion de estas ondas sonoras pueden variar dependiendo de los casos que ya se han estudiado debido al Efecto Doppler. Sin embargo, el medio realiza un papel fundamental a la hora de la propagacion de la onda.
La propagacion del sonido puede verse afectada por los cambios de temperatura en el medio:
1. Cuando en el medio se presentan altas temperaturas, aumenta la frecuencia con la cual se producen las interacciones entre las particulas que transportan la vibracion, esto quiere decir que si se aumentan estas interacciones de transporte de vibracion, el sonido viajará a una velocidad mayor. En conclusión, el aumento de la temperatura en el medio (donde se propage) aumenta consigo la velocidad del sonido en ese medio.
2. Por otra parte, en el caso contrario, cuando en el medio se presentan grados bajos de temperatura, se produce el fenomeno inverso lo que implica una disminucion en las interacciones de las particulas que transportan la vibracion y por ende una disminucion en la velocidad.
Cuando el medio en donde se quiere transportar el sonido es el vacio, se hace imposible este fenomeno debido a que en el medio no existen atomos en los cuales se puedan transmitir estos estimulos de vibracion.
Ahora bien, por otra parte, las ondas sonoras tambien poseen la capacidad de transportarse a través de medios Solidos, Liquidos y Gases.
* La velocidad del sonido en los gases está dada por:
v=((γRT)/M)½
en donde γ=coeficiente de dilatación adiabatica
R= constante universal de los gases
T= temperatura en grados Kelvin
M= masa molar del gas.
* La velocidad del Sonido en los sólidos está dada por:
v=(E/ρ)½
en donde E=módulo de Young
ρ=densidad del material.
* La velocidad del Sonido en los líquidos está dada por:
v=(K/ρ)½
en donde K=módulo de compresibilidad del liquido
ρ=densidad del liquido.
En general, podríamos decir, que la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y al mismo tiempo, en los líquidos es mayor que en los gases; esto se debe a que la velocidad de propagacion del sonido esta dada por la interacción de atomos que transportan la vibración, y es claro que en los sólidos se presenta una menor distancia entre los átomos, lo cual facilita el transporte de estos estimulos vibracionales.
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