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MEDICION DE TEMPERATURA:
Termómetros, Termopares y Sensores de temperatura.
EMMANUEL MANRIQUEZ PEÑALOZA
BIATO PEÑALOZA GOMEZ
JULIO CESAR ALVAREZ GOMEZ
ADALBERTO CORTEZ BAILON
GERMAN JIMENEZ VARGAS
DANIEL RAMIREZ ARMENTA
“una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un
sistema termodinámico, definida por el principio cero de la
termodinámica, o conocida como la energía sensible, que es la
energía asociada a los movimientos de las partículas de ese
sistema termodinámico”
La física térmica es el área de la física que estudia la temperatura,
la transferencia y la transformación de la energía, y la
termodinámica es la rama de la física que describe los estados de
equilibrio a nivel macroscópico.
El sistema internacional de unidades, SI, considera a la
temperatura como una de las magnitudes básicas, cuya unidad es
el kelvin (K), al que corresponde la escala absoluta, en la cual el
valor de “cero kelvin (0 K)” es el cero absoluto.
El termómetro (del griego θερμός (termo) el cuál significa
"caliente" y metro, "medir") es un instrumento de
medición de temperatura.
Termómetros de líquido:
Son ciertamente los más familiares; el de mercurio se emplea mucho
para tomar la temperatura de las personas.
Pueden funcionar en la gama que va de -39 °C (punto de
congelación del mercurio) a 357 °C (su punto de ebullición), con la
ventaja de ser portátiles y permitir una lectura directa. No son,
desde luego, muy precisos para fines científicos.
Termómetros de gas:
El termómetro de gas de volumen constante es muy exacto, y
tiene un margen de aplicación extraordinario: desde - 27 °C
hasta 1477 °C.
A volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio,
hidrógeno o nitrógeno, según la gama de temperaturas deseaday un manómetro medidor de la presión.
La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas. A
partir de ella se puede calcular la temperatura.
Termómetros de resistencia de platino:
El termómetro de resistencia de platino depende de la variación
de la resistencia a la temperatura de una espiral de alambre de
platino. Es el termómetro más preciso dentro de la gama de -259
°C a 631 °C, y se puede emplear para medir temperaturas hasta
de 1127 °C. Pero reacciona despacio a los cambios de
temperatura, debido a su gran capacidad térmica y baja
conductividad, por lo que se emplea sobre todo para medir
temperaturas fijas.
Par térmico:
Un par térmico (o pila termoeléctrica) consta de dos cables de
metales diferentes unidos, que producen un voltaje que varía con
la temperatura de la conexión. Se emplean diferentes pares de
metales para las distintas gamas de temperatura, siendo muy
amplio el margen de conjunto: desde -248 °C hasta 1477 °C. El
par térmico es el termómetro más preciso en la gama de -631 °C a
1064 °C y, como es muy pequeño, puede responder rápidamente
a los cambios de temperatura.
Pirómetros:
El pirómetro de radiación se emplea para medir temperaturas muy
elevadas. Se basa en el calor o la radiación visible emitida por
objetos calientes, y mide el calor de la radiación mediante un par
térmico o la luminosidad de la radiación visible, comparada con un
filamento de tungsteno incandescente conectado a un circuito
eléctrico. El pirómetro es el único termómetro que puede medir
temperaturas superiores a 1477 °C.
Un
termopar
(también
llamado
termocupla)
es
un transductor formado por la unión de dos metales distintos que
produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la
diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado
"punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado
"punto frío" o unión fría o de referencia.
Tipo K
(Cromel (aleación de Ni-Cr) / Alumel (aleación de Ni -Al)): con
una amplia variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo
costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de
temperatura de -200 °C a +1.372 °C y una sensibilidad
41µV/°C aproximadamente. Posee buena resistencia a la
oxidación.
Tipo E
(Cromel / Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos
y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas
temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de
68 µV/° C.
Tipo J
(Hierro / Constantán): Su rango de utilización es de 270/+1200°C. Debido a sus características se recomienda su
uso en atmósferas inertes, reductoras o en vacío, su uso
continuado a 800°C no presenta problemas, su principal
inconveniente es la rápida oxidación que sufre el hierro por encima
de 550°C y por debajo de 0°C es necesario tomar precauciones a
causa de la condensación de vapor de agua sobre el hierro.
Tipo T
(Cobre / Constantán): ideales para mediciones entre -200 y
260 °C. Resisten atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y
son aplicables en criogenia. El tipo termopares de T tiene una
sensibilidad de cerca de 43 µV/°C.
Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura
del aire o la temperatura superficial de líquidos y sólidos.