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El punto de ebullición en escala kelvin
Ahora sabemos que un aumento de la temperatura corresponde a un aumento de la energía cinética media de los átomos y las moléculas. Un resultado de ese mayor movimiento es que la distancia media entre átomos y moléculas aumenta a medida que aumenta la temperatura. Este fenómeno, conocido como expansión térmica, es la base de la medición de la temperatura mediante un termómetro de líquidos.
Los termómetros de líquidos comunes utilizan la expansión térmica del alcohol confinado en un tubo de vidrio o plástico para medir la temperatura. Debido a la expansión térmica, el volumen del alcohol cambia con la temperatura. El termómetro debe calibrarse marcando los distintos niveles de líquido cuando se coloca el termómetro en un entorno con una temperatura conocida, como el agua hirviendo a nivel del mar.
Los diferentes materiales se expanden (o contraen) térmicamente en diferentes cantidades cuando se calientan (o enfrían). Las tiras bimetálicas se basan en este fenómeno para medir la temperatura. Cuando se pegan dos materiales diferentes, la estructura resultante se doblará a medida que cambie la temperatura debido a la diferente expansión térmica que experimenta cada material.
Diferentes escalas de temperatura y su relación
Un tubo de Pitot se utiliza para medir la velocidad del flujo. Combinándolo con un transmisor de presión preciso, permite medir el caudal volumétrico y el caudal másico. Los tubos de Pitot tienen diferentes formas y tamaños.
El nivel es uno de los cuatro parámetros más medidos en la industria. Existen muchos tipos de instrumentos de medición de nivel en el mercado. La elección correcta para su aplicación no es fácil y a menudo depende de la comprensión…
El rango de la escala debe elegirse de forma que la presión de proceso medida se sitúe entre 1/3 y 2/3 del rango de la escala. En esta zona el manómetro alcanza su máxima precisión. Como regla general se puede decir que el rango de medición debe ser…
En los primeros tiempos de la termometría, había muchas dudas sobre qué líquido termométrico utilizar. Debían utilizar alcohol o era mejor usar mercurio. Ambos líquidos tienen su conjunto de ventajas. Vamos a enumerarlas…
Qué es la temperatura
La escala de temperatura es una metodología de calibración de la magnitud física temperatura en metrología. Las escalas empíricas miden la temperatura en relación con parámetros convenientes y estables, como el punto de congelación y ebullición del agua. La temperatura absoluta se basa en principios termodinámicos: utilizar la temperatura más baja posible como punto cero y seleccionar una unidad incremental conveniente.
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La ley zeroth de la termodinámica describe el equilibrio térmico entre sistemas termodinámicos en forma de una relación de equivalencia. En consecuencia, todos los sistemas térmicos pueden dividirse en un conjunto cociente, denotado como M. Si el conjunto M tiene la cardinalidad de c, entonces se puede construir una función inyectiva ƒ M → R , mediante la cual cada sistema térmico tiene asociado un parámetro tal que cuando dos sistemas térmicos tienen el mismo valor de ese parámetro, están en equilibrio térmico. Este parámetro es la propiedad de la temperatura. La forma específica de asignar valores numéricos a la temperatura es establecer una escala de temperatura[1][2][3] En términos prácticos, una escala de temperatura se basa siempre en, por lo general, una única propiedad física de un sistema termodinámico simple, llamado termómetro, que define una función de escala para asignar la temperatura al parámetro termométrico medible. Estas escalas de temperatura que se basan exclusivamente en la medición se denominan escalas de temperatura empíricas.
Escala de temperatura Réaumur
La medición de la temperatura es un concepto relativamente nuevo. Los primeros científicos entendían la diferencia entre “caliente” y “frío”, pero no tenían ningún método para cuantificar los distintos grados de calor hasta el siglo XVII. En 1597, el astrónomo italiano Galileo Galilei inventó un sencillo termoscopio de agua, un dispositivo que consistía en un largo tubo de vidrio invertido en un frasco sellado que contenía aire y agua. Cuando el frasco se calentaba, el aire se expandía y empujaba el líquido hacia el tubo. El nivel de agua en el tubo podía compararse a diferentes temperaturas para mostrar los cambios relativos a medida que se añadía o quitaba calor. Sin embargo, el termoscopio carecía de una forma fácil de cuantificar directamente la temperatura.
Varios años después, el médico e inventor italiano Santorio Santorio mejoró el diseño de Galileo añadiendo una escala numérica al termoscopio. Estos primeros termoscopios condujeron al desarrollo de los termómetros llenos de líquido que se utilizan hoy en día. Los termómetros modernos funcionan gracias a la tendencia de algunos fluidos a expandirse cuando se calientan. A medida que el fluido del interior de un termómetro absorbe calor, se expande, ocupando un mayor volumen y obligando a aumentar el nivel del fluido dentro del tubo. Cuando el fluido se enfría, se contrae, ocupando un volumen menor y haciendo que el nivel del fluido descienda. La temperatura es una medida de la cantidad de energía térmica que posee un objeto (para más información sobre este concepto, consulte nuestro módulo de Energía). Dado que la temperatura es una medida relativa, es necesario utilizar escalas basadas en puntos de referencia para medir con precisión la temperatura. Existen tres escalas principales que se utilizan hoy en día en el mundo para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la escala Celsius (°C) y la escala Kelvin (K). Cada una de estas escalas utiliza un conjunto diferente de divisiones basadas en distintos puntos de referencia, como se describe en detalle a continuación.