Unidad 4 : Temperatura y Calor

Calor

El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo. 

Temperatura

Es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frio (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

La temperatura está relacionada con la energía interior de los sistemas termodinámicos, de acuerdo alal movimiento de sus partículas, y cuantifica la actividad de las moléculas de la materia: a mayor energía sensible, más temperatura.

La temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).

Diferencias entre calor y temperatura

Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo, esto no es así. El calor y la temperatura están relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes.

Como ya dijimos, el calor es la energía total del movimiento molecular en un cuerpo, mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo. La temperatura no depende del tamaño, ni del número ni del tipo.

Por ejemplo, si hacemos hervir agua en dos recipientes de diferente tamaño, la temperatura alcanzada es la misma para los dos, 100° C, pero el que tiene más agua posee mayor cantidad de calor.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye.

La temperatura no es energía sino una medida de ella; sin embargo, el calor sí es energía.

Medición de temperatura

La temperatura de un cuerpo produce diversas manifestaciones en el que guardan estrecha relación con el valor de esta. Determinando las magnitudes de estas manifestaciones con algún instrumento de medición podemos conocer de manera indirecta el valor de la temperatura del cuerpo. Este instrumento se llama termómetro.

Termometros 

Los termómetros deben estar en la zona de medición el tiempo necesario para que alcancen el valor de la temperatura a medir y su influencia en el medio debe ser lo suficiente pequeña para que no cambien de manera notable esta temperatura.

es el tipo alcohol. Este esta formado por un tubo de vidrio y se conecta en su extremo inferior con una burbuja de

vidrio soplado rellena de alcohol normalmente de color rojo. Esta pequeña parte hace la función de depósito.

La pieza se encuentra herméticamente sellada, de esta manera se preservara un cierto grado de vació dentro del

tubo de cristal también llamado capilar. Dentro de la pieza nos encontramos también con pequeñas bolitas de plomo

que se encuentran sujetas a manera de lastre entre la cera.

Tipos de termómetros

El termómetro de gas (a volumen o a presión constantes):

Es un termómetro primario ligado a la escala de temperaturas absolutas.

El sistema se llena, a presión, con un gas inerte, ordinariamente el nitrógeno. Como el gas del elemento medidor y del tubo de conexión no está a la temperatura del bulbo, el volumen de éste tiene que ser grande para que los errores introducidos por la diferencia de temperatura del elemento medidor de la presión y del tubo capilar resulten insignificantes. El bulbo debe tener por lo menos cuarenta veces el volumen del resto del sistema. Por ello, y a causa del retardo en la transmisión de los cambios de presión por el tubo capilar, la longitud de éste se limita a un máximo de 60 m, y es preferible mucho menos.

Las dos variables del termómetro de gas

 

Termómetro Óptico:

Dispositivo de medida de la temperatura en el que las propiedades de transmisión y reflexión de la luz visible dependen de la temperatura y cuya detección se puede relacionar con la temperatura tisular, es decir, de los tejidos de los organismos. El termómetro óptico permite visualizar la temperatura en una pequeña pantalla de forma digital. 

Termómetro Biometálico:

Los termómetros bimetálicos están constituidos por un tubo de acero inoxidable en cuyo interior está colocada una espiral helicoidal bimetálica. Dicha espiral está soldada por un extremo a la parte inferior del tubo y por otra a una varilla de transmisión, a su vez conectada a una aguja indicadora. 

Las variaciones de temperatura causan en el bimetal una deformación que, mediante la rotación de la varilla, se transmite a la aguja indicadora situada en la esfera. 

El uso de los termómetros bimetálicos pueden ser en la industria alimentaria,conservación, farmacéutica, química, petroquímica etc. 

Diseñados para resistir las condiciones de trabajo mas favorables determinadas por la agresividad del fluido de proceso y del ambiente.

Termómetro clínico:

Un termómetro clínico, también llamado termómetro médico, es un instrumento de medición cuya función principal es medir la temperatura corporal y averiguar si el paciente tiene fiebre. Por lo general, los termómetros clínicos miden un rango de temperaturas comprendido entre 35 y 40°C, ya que temperatura humana normal está en el rango de 35 a 37°C, existiendo fiebre a partir de 37,7°C en adultos o 38°C en lactantes.

Los termómetros clínicos pueden ser de dos clases:

Termómetros clínicos de mercurio: consisten en un tubo de cristal que contiene un pequeño depósito de mercurio en su parte inferior que al contacto con el cuerpo se dilata por efecto del calor corporal, ocupando parte de dicho tubo de cristal en el que señala la temperatura del paciente, gracias a la graduación que tiene marcada. Actualmente están en desuso debido a que contaminan el medio ambiente cuando se desechan. Existen modelos similares que utilizan otros líquidos termométricos, como el alcohol.

Termómetros clínicos digitales: miden la temperatura a través de algún dispositivo transductor, convirtiendo las pequeñas variaciones de tensión obtenidas en números mediante circuitos electrónicos y mostrando finalmente la temperatura medida en una pantalla digital. Algunos modelos usan radiación infrarroja para medir la temperatura en puntos como la frente o a través del conducto auditivo.

Termómetro de máximos y mínimos:

El termómetro de mínimo y máximo mide la temperatura mínima y la máxima en un período deseado de tiempo. Este tipo de termómetro consiste de un tubo de vidrio en forma de U lleno con un líquido. La mitad superior del tubo que registra la temperatura mínima contiene alcohol; la mitad superior del tubo que registra la temperatura máxima contiene una aspiradora o vapor de alcohol a baja presión. A medida que el alcohol se expande como respuesta a los cambios de temperatura, flotadores a ambos lados del termómetro registrar la temperatura máxima y la mínima.

Termómetro de alcohol:

El termómetro de alcohol fue Descubierto por el físico alemán Gabriel Fahrenheit. El mas utilizado en el acuarismo