Tarea 4 (Escalas de Temperatura)

CO L E GI O D E B AC H IL L E R E S
PL ANT E L No. 15 “CO N TRE R AS ”
T AR E A 4 D E F I SI C A I I ( UN ID AD I)
Tarea 4 (Escalas de Temperatura)
Para graduar un termómetro se determinan dos puntos fijos que corresponden a temperaturas
de fenómenos conocidos fáciles de alcanzar con precisión, y éstos se consideran como referencia.
Según los puntos fijos que se consideren resultan las diferentes escalas termométricas. Las
escalas más usadas son:
•
•
•
•
La escala Celsius o centígrada, cuyos grados se abrevia ºC.
La escala Fahrenheit, cuyos grados se abrevian ºF.
La escala Kelvin, cuyos grados se abrevian ºK
La escala Rankine, cuyos grados se abrevian ºR
Escala Celsius
Esta escala fue establecida por el astrónomo sueco Andrés Celsius (1701-1744). Su punto fijo
inferior es la temperatura normal de fusión del hielo. Se obtiene colocando el termómetro en hielo
machacado y en fusión. El nivel estable que alcanza el mercurio en esas condiciones se marca con el
número cero. Su punto fijo superior es la temperatura normal de ebullición del agua. Se obtiene
exponiendo el termómetro a los vapores de agua hirviendo. El nivel estable alcanzado por el mercurio
en su dilatación se marca con el número cien. Marcados los puntos fijos, se divide el intervalo entre 0º
y 100º en 100 partes iguales y a cada una se le da el valor de un grado Celsius o centígrado ( 1 ºC ).
La graduación continúa de igual forma más allá de los puntos fijos.
Escala Fahrenheit
Fue establecida por el físico alemán Gabriel D. Fahrenheit. Su punto fijo inferior corresponde
a la temperatura de una mezcla, en partes iguales, de hielo machacado y cloruro de amonio. Se
introduce en ella el termómetro y se marca con el número cero el nivel alcanzado por el mercurio. Su
punto fijo superior es el mismo de la escala Celsius, es decir, la temperatura normal de la ebullición
del agua. El nivel alcanzado por el mercurio expuesto a los vapores de agua hirviente se marca con el
número 212.
El intervalo entre 0 y 212 se divide en 212 partes iguales y cada una es un grado Fahrenheit
(1 ºF ). La graduación también continúa más allá de los puntos fijos.
Escala Kelvin
Una escala de temperatura absoluta tiene el cero absoluto de temperatura como su punto
cero. Una escala de este tipo fue propuesta por Lord Kelvin (1824 – 1907). El intervalo en esta
escala, el Kelvin, ha sido adoptado por el sistema métrico internacional (SI) como la unidad básica
para medir la temperatura. El intervalo sobre la escala Kelvin representa el mismo cambio de
temperatura que el grado Celsius
Esta escala tiene sus grados iguales a los grados Celsius, es decir, al intervalo de 100ºC
corresponden 100ºK. Pero en ella existe un solo punto fijo que corresponde a la temperatura más
baja medida hasta ahora a la que le da el valor de 0ºK y se denomina cero absoluto, por lo tanto
en la escala Kelvin no existen las temperaturas negativas. El 0ºK corresponde a una temperatura de
-273ºC, lo que permite establecer la siguiente relación entre ambas escalas:
Temperatura en º C = Temperatura en º K - 273
Temperatura en º K = Temperatura en º C + 273
Página 1
Elaboró: Prof.: Raúl González R.
archivo: t4fis2.doc
CO L E GI O D E B AC H IL L E R E S
PL ANT E L No. 15 “CO N TRE R AS ”
T AR E A 4 D E F I SI C A I I ( UN ID AD I)
Relación entre las escalas Celsius y Fahrenheit
La temperatura normal de la fusión del hielo o 0ºC corresponde a 32ºF. Para determinarlo
basta introducir un termómetro graduado en escala Fahrenheit en hielo fundiéndose. Comparando los
intervalos entre las temperaturas de la fusión del hielo y la ebullición del agua de ambas escalas
resulta una proporción que permite expresar grados Celsius en grados Fahrenheit y viceversa. Esta
proporción es:
Temperatura en º C Temperatura en º F - 32
=
100
180
Entonces:
Temperatura en º C =
5
(Temperatura en º F − 32)
9
y
Temperatura en º F =
9
Temperatura en º C + 32
5
Escala Rankine.
Una segunda escala absoluta, denominada escala Rankine, sigue empleándose a veces a
pesar de los esfuerzos de varias organizaciones para eliminar su uso totalmente. El grado Rankine se
incluye en este texto únicamente para atender el panorama completo de éste tema. Tiene su punto de
cero absoluto a -460 ºF, y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit. La
relación entre la temperatura en grados Rankine (ºR) y la temperatura correspondiente en grados
Fahrenheit es:
Temperatura en º R = Temperatura en º F + 460
Página 2
Elaboró: Prof.: Raúl González R.
archivo: t4fis2.doc
CO L E GI O D E B AC H IL L E R E S
PL ANT E L No. 15 “CO N TRE R AS ”
T AR E A 4 D E F I SI C A I I ( UN ID AD I)
Ejercicios Propuestos.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Convertir 65ºF, 2ºF y 180ºF en ºC.
Convertir 25ºC, 4ºC y 95ºC en ºF.
¿A cuántos ºK corresponden 25ºC?
¿A cuántos ºC corresponden 210ºK?
¿A cuántos ºF corresponden 46ºK y 302ºK?
¿A cuántos ºK corresponden 84ºF y 18ºF?
¿A qué temperaturas las temperaturas de dos termómetros, uno de ellos en
escala Celsius y el otro en escala Fahrenheit marcarán lo mismo?
8. La temperatura máxima y mínima de un día cualquiera del verano, en
Santiago, fue de 32ºC y 12ºC respectivamente, ¿a cuántos ºK corresponde
la variación de temperatura en ese día?
9. La temperatura máxima de un día de octubre fue de 24ºC, ¿a Cuántos ºK
corresponden?
10. Un inglés llega a Santiago y lee en un termómetro graduado en escala
Celsius la temperatura de 18ºC. Pero como no entiende este valor lo
transforma a escala Fahrenheit que es la que se usa en su país ¿Que valor
encontrará?
Esta tarea esta disponible en:
Página 3
Elaboró: Prof.: Raúl González R.
archivo: t4fis2.doc