Escalas Termométricas

ESCALAS TERMOMÉTRICAS
CALOR Y ENERGÍA

Normalmente nuestro sentido del tacto puede decirnos si un cuerpo esta caliente o frío.

Desde la infancia se aprende que para conseguir que un cuerpo frío se caliente, basta con ponerlo en contacto con un cuerpo caliente. Y para poder enfriar un cuerpo caliente lo hemos de poner en contacto con un cuerpo frío

Temperatura: puede ser definida como la propiedad de un cuerpo que determina el flujo de calor (Energía Calórica).. La temperatura es una magnitud independiente que no puede ser definida en términos de masa, longitud o tiempo. Sus unidades están definidas por las diferentes escalas termométricas, siendo las mas usadas; el grado Celsius (°C), el grado Farenheit (°F) y el Kelvin (K).

Calor: El calor es una forma de energía. Otras energías, como la mecánica, química, eléctrica, etc., tienden, en los procesos naturales, a transformarse en energía calorífica. Cuando otros tipos de energía se transforman en energía calorífica, o viceversa, la energía calorífica es exactamente equivalente a la cantidad de energía transformada.

Todas las sustancias requieren calor para aumentar su temperatura y proporcionan la misma cantidad de calor cuando se enfrían a la temperatura inicial. Siempre se absorbe calor cuando un solido se funde o cuando un liquido se evapora.

Escalas Termométricas y su Historia

• Escala Newton: es una escala termométrica desarrollada por Isaac Newton alrededor del año 1700. Pensando en el problema del calor, Newton desarrolló primero una escala cualitativa a partir de aproximadamente veinte puntos de referencia, que van desde "el aire frío en el invierno" hasta "los carbones ardientes en el fogón de la cocina". Este método resulto tosco y problemático, por lo cual muy pronto, Newton quedo insatisfecho. Sabiendo que la mayoría de las sustancias se expanden con el calor, Newton usó un recipiente con aceite de linaza y midió el cambio de volumen con respecto a sus puntos de referencia. Encontró que el volumen de aceite de linaza aumentaba 7,25% al calentarlo desde la temperatura a la cual la nieve se derrite hasta la temperatura a la cual el agua hierve.
  
  
• Escala Romer: es una escala en desuso que fue propuesta por el astrónomo danés Olé Christensen Romer en 1701. En esta escala, el cero es inicialmente la temperatura de congelación de la salmuera. El punto de ebullición del agua esta en 60. Romer vio que el punto de congelación del agua quedaba a casi un octavo de este valor (7,5 grados), y usó este valor como otro punto de referencia. La unidad en esta escala, el grado Romer, equivale a 40/21 de un Kelvin (o de un grado Celsius). El símbolo del grado Romer en ocasiones puede ser °R, pero para evitar confusiones con el grado Rankine (R) y el grado Réaumur (°Ré), de utiliza el símbolo °RØ. Una historia plausible en relación con la creación de la escala Farenheit es que Daniel Gabriel Farenheit, conoció la existencia de la escala Romer, y fue a visitarlo en 1708; mejoró la escala, incrementando el numero de divisiones por un factor de cuatro; quedando establecida como escala Farenheit, en 1724.
  
  
• Escala Farenheit: es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Farenheit en 1724. La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius(°C).
• Escala Réaumur: nombrada en honor a René Antoine de Reamur, que la propuso como unidad en 1731. Un valor de 0 °Ré, corresponde al punto de congelación del agua y 80 °Ré al punto de ebullición del agua.
  
  
• Escala Delisle: es una forma de medir temperatura concebida en 1732 por el astrónomo francés Foseph Nicolas Delisle. Sus unidades son los grados Delisle (ó De Lisle), se representa con el símbolo °D y cada uno vale -2/3 de un grado Celsius o Kelvin. El cero de la escala está a la temperatura de ebullición del agua y mide 150 °D para la fusión del agua, va aumentando según descienden las otras escalas hasta llegar al cero absoluto a 559,725 °D.
  
  
• Escala Centígrada: Anders Celsius definió su escala en 1742 considerando las temperaturas de ebullición y congelación del agua, asignándoles originalmente los valores de 0 °C y 100 °C, respectivamente (de manera que mas caliente resultaba en una menor temperatura). Con el paso del tiempo esta escala invirtió sus referencias dejando como el punto de congelación del agua a 0 °C y el punto de ebullición del agua a 100 °C.
  
  
• Escala Kelvin: es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (-273,15 °C) y conservando la misma dimensión.
  
  
• Escala Rankine: se define midiendo en grados Farenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escoces William Rankine en 1859. Tiene su punto de cero absoluto a -459,67 °F, y los intervalos de grado son identicos al intervalo del grado Farenheit.
  
  
• Escala Leiden: se utilizaba a principios del sigo XX para calibrar indirectamente bajas temperaturas, proporcionando valores convencionales Kelvin de la presión de vapor del Helio. Esta escala se utilizaba en temperaturas inferiores a -183 °C, el punto fijo de temperatura definido por la Escala Internacional de Temperatura en los años treinta. Los orígenes de esta escala se remontan aproximadamente a 1894, cuando el laboratorio de criogenia de Heike Kamerling Onnes se estableció en Leiden, Holanda. Esta unidad se representa con el símbolo °Le.

Las Escalas mas usadas y sobre las cuales ejercitaremos son:

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

Equivalencias de temperaturas en las escalas mas usadas:

Cambios de estado para el Agua

Ebullición        _____   100 °C     _____   212 °F     _____   373 K

Congelación   _____   0 °C         _____   32 °F       _____   273 K

Absoluto         _____   -273 °C   _____   -460 °F   _____   0 K

Fórmulas

Ejercitación:

a) Exprese -13 °C en °F y K

b) Exprese 123 K en °F y °C

C) Exprese 0 °F en °C y K

Resolución de Problema como ejemplo:

• En la escuela, no hace mucho calor, la temperatura ambiente es de 25°C. Expresar el resultado en grados Farenheit y Kelvin.

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Los invito a que realicen los tres ejercicios y comenten el resultados obtenidos.

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