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Termómetros y escalas de temperatura Termómetro de mercurio o alcohol y la Escala Celsius. Los termómetros más comunes en el uso cotidiano constan de una masa de líquido - que suele ser alcohol o mercurio - que se expande dentro de un tubo capilar de vidrio cuando se calienta. En este caso, la propiedad física es el cambio en el volumen de un líquido. Cualquier cambio de temperatura puede definirse como proporcional al cambio de longitud de la columna liquida. Es posible calibrar el termómetro poniéndolo en contacto térmico con algunos sistemas naturales que permanecen a temperatura constante. Uno de estos sistemas es una mezcla de agua y de hielo en equilibrio térmico a presión atmosférica, que tiene una temperatura de 0°C: esta temperatura se conoce como el punto de congelación del agua. Otro sistema utilizado comúnmente es una mezcla de agua y vapor en equilibrio térmico a presión atmosférica; su temperatura es 100°C, el punto de ebullición del agua. Una vez que se han establecido los niveles líquidos en el termómetro en estos dos puntos, la columna se divide en 100 segmentos iguales llamados grados y el resultado es la escala de temperatura Celsius. Cada intervalo expresa un cambio de temperatura de un grado Celsius. La escala Celsius se usa, tanto en la vida cotidiana como en la ciencia y la industria, en casi todo el mundo.

Escala de temperatura Fahrenheit. Escala aun usada en la vida cotidiana en estados unidos, en donde la temperatura de congelación del agua es de 32°F y la de ebullición es de 212°F, ambas a presión atmosférica estándar. Hay 180 grados entre la congelación y la ebullición y la ebullición, en vez de 100 como en la escala Celsius, así que 1°F representa un cambio de temperatura solo 100/180, o 5/9, de 1°C. Para convertir temperaturas de Celsius a Fahrenheit, observamos que una temperatura Celsius TC es el numero de grados Celsius arriba de la congelación es 9/5 de esa cantidad, pero la congelación en la escala Fahrenheit es a 32°F, así que, para obtener la


temperatura Fahrenheit TF, multiplicamos TC por 9/5 y le sumamos 32°. Con símbolos, TF = 9/5 (TF +32°) Para convertir de Fahrenheit a Celsius, despejamos TC de esta ecuación. TC = 5/9 (TF – 32°) Es decir, restamos 32° para obtener el número de grados Fahrenheit arriba de la congelación y multiplicamos por 5/9 para obtener el número de grados Celsius arriba de la congelación, esto es la temperatura Celsius.

Termómetro de gas a volumen constante y la escala Kelvin Cuando calibramos dos termómetros, como un sistema de líquido en tubo o un termómetro de resistencia, de modo que coincidan en 0°C y 100°C, podrían no coincidir exactamente a temperaturas intermedias. Cualquier escala de temperatura definida de este modo siempre depende un tanto de las propiedades específicas del material empleado. El principio de un termómetro de gas muestra que la presión de un gas a volumen constante aumenta con la temperatura. Una cantidad de gas se coloca en un recipiente de volumen constante y se mide su presión con cualquier dispositivo especializado para tal. Para calibrar el termómetro, medimos la presión a dos temperaturas, digamos a 0°C y a 100°C, graficamos estos puntos y trazamos una línea recta entre ellos. Así, podemos leer de la grafica la temperatura correspondiente a cualquier otra presión. La figura 1 muestra los resultados de dos experimentos de este tipo, utilizando en cada caso una clase y cantidad diferente de gas. Si extendemos las curvas en el sentido de las temperaturas negativas, se encuentra que, en cualquier caso, la presión es cero cuando la temperatura es -273.15 °C. Usamos esta temperatura como base para una escala de temperatura con su cero en esta temperatura, esta escala se denomina escala de temperatura Kelvin. El tamaño de un grado en la escala Kelvin es idéntico al tamaño de un grado en la escala Celsius. De este modo TK = TC + 273.15


Donde TC es la temperatura Celsius y TK o T es la temperatura kelvin

Figura 1. Presión contra temperatura para gases diluidos. Advierta que para todos los gases la presión se extrapola a cero en la temperatura única -273.15°C

Otros tipos de termómetros Termómetro de oído Estos termómetros miden el calor emitido en el tímpano y el tejido circundante en el interior del conducto auditivo por medio de un infrarrojo, se obtiene una medición precisa siempre y cuando se haya colocado correctamente dentro del canal auditivo, de lo contrario, el infrarrojo no podrá medir la temperatura o arrojará un dato erróneo. El tiempo de la medición es el más rápido, y son fáciles de leer al contar con una pantalla digital.1 Usa un dispositivo llamado termopila para medir la cantidad de radiación infrarroja emitida por el tímpano, la ventaja de esta técnica es que no requiere tocar el tímpano, que es frágil y podría dañarse fácilmente.

Termómetro de resistencia En un termómetro de resistencia se mide el cambio en la resistencia eléctrica de: una bobina de alambre fino, un cilindro de carbono o un cristal de germanio. Puesto que la resistencia puede medirse con gran precisión, los termómetros de resistencia suelen ser más precisos que los de otro tipo. Un termómetro de resistencia es un instrumento utilizado para medir las temperaturas 1

http://www.webdelbebe.com/salud/tipos-de-termometros-y-mediciones.html


aprovechando la dependencia de la resistencia eléctrica de métales, aleaciones y semiconductores (termistores) con la temperatura; tal es así que se puede utilizar esta propiedad para establecer el carácter del material como conductor, aislante o semiconductor.2

Termómetro de tira bimetálica Este termómetro consiste en una cinta hecha de dos metales de coeficientes de dilatación térmica muy diferente, tales como el Invar y el latón, soldados cara con cara en toda su longitud. La cinta puede ser casi recta o puede formar una espiral para conseguir mayor sensibilidad. Una elevación de temperatura cambia la curvatura de la cinta, puesto que el latón aumenta más rápidamente en longitud que el Invar. Si uno de los extremos es fijo, un indicador unido al extremo libre se mueve sobre una escala graduada en temperaturas o una pluma se mueve sobre una tarjeta movible para registrar la temperatura. Las cintas bimetálicas se emplean para obrar sobre contactos eléctricos que controlan la temperatura de habitaciones, baños de aire y hemos.3

Referencias: i. ii.

Física universitaria, Sears Zemansky Young Freedman, undécima edición, vol. 1. Cap. 17, secciones 17.2 y 17.3. Física tomo I, cuarta edición, Serway. Cap. 19, secciones 19.2 y 19.3.

Imágenes tomadas de: i. ii.

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http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/calor/cero/absolut a1.gif http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Ter mometroDeGas.png/150px-TermometroDeGas.png

http://html.rincondelvago.com/tipos-de-termometros.html http://html.rincondelvago.com/tipos-de-termometros.html


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