TEMA 1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA (PARTE I) TERMODINÁMICA “ES UNA CIENCIA, PARTE DE LA FÍSICA, QUE ESTUDIA LA ENERGÍA Y LA ENTROPÍA, ASÍ COMO LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS RELACIONADAS CON ELLAS, CUANDO SE LLEVAN A CABO PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA EN UN SISTEMA TERMODINÁMICO.” FÍSICA CLASIFICACIÓN “LA FÍSICA ES LA CIENCIA QUE ESTUDIA EL MUNDO FÍSICO Y TODO FENÓMENO FÍSICO EN EL QUE SE EFECTÚA UNA TRANSFORMACIÓN O TRANSFERENCIA DE ENERGÍA, CUANTIFICADA A TRAVÉS DE LA VARIACIÓN DE SUS PROPIEDADES FÍSICAS, QUE DEFINEN EL NIVEL ENERGÉTICO DEL CUERPO U OBJETO EN ESTUDIO (SISTEMA), ES DECIR, EL ESTADO ENERGÉTICO. DEL SISTEMA.” SEGÚN SEA EL ENFOQUE CON QUE SE ESTUDIA, LA TERMODINÁMICA SE CLASIFICA EN: CLÁSICA: Enfoque Macroscópico TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA: Enfoque Microscopico 1 TERMODINÁMICA CLÁSICA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA. Concepto de temperatura empírica. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA. Establece la direccionalidad de los procesos y la cuantifica con el concepto de entropía. Establece el Principio del Incremento de Entropía en cualquier proceso POSTULADO DE ESTADO. Define el número de propiedades independientes que establecen el estado de un sistema. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. Es la expresión matemática del Principio de la Conservación de la Energía. SISTEMA TERMODINÁMICO Un sistema termodinámico es la porción del universo en el cual se desarrolla un fenómeno físico, específicamente termodinámico, al cual se le efectúa un balance de energía y entropía, y con este fin se le delimita con una envolvente imaginaria llamada frontera, a través de la cual puede cruzar masa y también energía. Dependiendo de lo anterior, el sistema se clasifica en uno de los tres siguientes tipos: abierto, cerrado y aislado. SISTEMA TERMODINÁMICO: Es aquella porción del universo que se aísla con el fin de efectuar balances de energía y entropía. FRONTERA: Es la superficie o envolvente imaginaria que rodea a un sistema termodinámico para aislarlo del resto del universo. MEDIO AMBIENTE: Es la parte del universo que queda hacia el exterior de la frontera del sistema termodinámico. 2 SISTEMA TERMODINÁMICO A) SISTEMA TERMODINÁMICO ABIERTO ∆E)SIST = ∆EC12 + ∆EP12 +∆U12 (+) (-) (+) Q, W (+) (-) Q, W dE)SIST = dEC + dEP + dU (-) (+) (-) đQ , đW đQ , đW FRONTERA Se presenta flujo de masa y energía a través de la frontera del sistema. Por ejemplo, el proceso de transferencia de trabajo al agua en una bomba centrífuga, cuya frontera puede definirse como el volumen de control en el impulsor de la bomba. MEDIO AMBIENTE 1 m1 Manómetro Impulsor ∆ESIST dm dt v.c Hace vacío Q1 W dE dt SISTEMA TERMODINÁMICO ABIERTO O VOLUMEN DE CONTROL v.c m2 2 H2O Vacuómetro Se presenta flujo de masa a través de la frontera del sistema y hay transferencia de calor y de trabajo entre el sistema y su medio ambiente. 3 B) SISTEMA TERMODINÁMICO CERRADO Sólo se presenta transferencia de energía a través de la frontera del sistema, ya que la masa del sistema permanece constante. Por ejemplo, en un sistema cilindro-émbolo que contiene un gas al que se le transfiere calor con una resistencia eléctrica y se le transfiere trabajo al aplicar una fuerza sobre el émbolo así como trabajo de flecha, lo que incrementa la presión y temperatura del gas. Por tanto, en este sistema sólo se presenta transferencia de energía al gas, incrementando su energía interna, ya que no hay variaciones de energías cinética y potencial. En este sistema no hay flujo de masa. F Sistema Termodinámico Cerrado con transferencias de trabajo simple compresible, trabajo de flecha y transferencia de energía en forma de calor debido a una corriente eléctrica que circula por una resistencia eléctrica. No hay flujo de masa. N2 W eie QR ε SISTEMA TERMODINÁMICO AISLADO đQ = 0 tapa C) SISTEMA TERMODINÁMICO AISLADO: đW = 0 Pb dE) SIST. = 0 agua Se presenta cuando en el sistema no hay flujo de masa ni transferencia de energía en la frontera, por lo cual, la energía como propiedad del sistema permanece constante. Q=0 y w=0 Frontera Pared adiabata o adiabática y Vacio rígida Calorímetro de vacio No hay flujo de masa a través de La frontera, ni inTercambio de Con su medio ambiente 4 MEDIOS FÍSICOS Y SUS CARACTERÍSTICAS Son los espacios físicos en los cuales se llevan a cabo los fenómenos físicos. Por ejemplo: el aire es el medio físico en el que se propagan las ondas sonoras; el aceite es el medio físico para la transmisión de presión de un gato hidráulico, etc.. En termodinámica, a los medios físicos se les conceptualiza con el término de sistema termodinámico, con la finalidad de delimitar una cantidad de masa o un espacio en estudio. ISOTROPISMO O ISOTROPÍA: Un medio es isótropo con respecto a una propiedad física, si la cuantificación de la propiedad física en un punto dado no depende de la dirección o sentido en que se lleve a cabo la medición de dicha propiedad física, es decir, no depende de ningún sistema de referencia. Por ejemplo, el agua de una alberca es un medio isotrópico con respecto a la temperatura, ya que el termómetro puede tener cualquier posición dentro del agua y la lectura de la temperatura no cambia. HOMOGENEIDAD: Es cuando el medio posee el mismo valor de la propiedad física en todos los puntos del sistema. Por ejemplo, el agua de una alberca es homogénea con respecto a la densidad, pero no lo es con respecto a la presión. LINEALIDAD: Un medio físico es lineal con respecto a una propiedad física, si al variar su masa, la propiedad física varía linealmente. Por ejemplo, el volumen del agua de la alberca es una propiedad lineal para este sistema, ya que si varía la masa del agua, el volumen varía con un factor de proporcionalidad igual a la densidad del agua. PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDAD FÍSICA. Es la que define un aspecto del estado energético del sistema, en un espacio y tiempo dado en que se ubica un objeto o cuerpo físico que se denomina Sistema Termodinámico. De esta manera, las propiedades físicas definen el estado del Sistema Termodinámico. PROPIEDAD INTENSIVA: Es aquella cuyo valor o magnitud no cambia cuando varía la masa, por lo cual las propiedades intensivas son independiente de la masa del sistema. Por ejemplo: la densidad, la capacidad térmica especifica, la presión, la temperatura, etc. 5 PROPIEDAD EXTENSIVA: Es aquella cuyo valor o magnitud cambia si la masa varía. Por lo tanto, las propiedades extensivas dependen de la masa del sistema. Por ejemplo: el volumen, el peso, la energía, la masa, etc. TIPOS DE CANTIDADES CANTIDAD VECTORIAL: Es aquella que, además de su valor o magnitud, se tiene que especificar una dirección y un sentido con respecto a un sistema de referencia, para especificarla completamente. Por ejemplo: el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo magnético, etc. CANTIDAD ESCALAR: Es toda cantidad física que queda completamente determinada con el valor de su magnitud y no depende de ningún sistema de referencia, ni de su dirección o sentido. Por ejemplo: presión, temperatura, energía interna específica, capacidad térmica específica, etc. A continuación se conceptualizan algunas propiedades físicas que se emplean en procesos termodinámicos, relacionados con los fluidos y la presión, como son la densidad, densidad relativa y peso específico. MASA (m). Desde el punto de vista de la mecánica, se define que la masa que tiene un cuerpo es la oposición o resistencia a cambiar su estado de reposo o movimiento uniformemente acelerado. De acuerdo al SI, el kilogramo se define como: KILOGRAMO (kg).Es la unidad de masa y queda definida como la masa patrón de platino iridio conservado por el Buró Internacional de Pesas y Medidas en Sevres, Francia y fue aprobada por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1901 Para cuantificar la masa, Newton se apoyó en los experimentos de Galileo, los cuales lo llevaron a atribuir a todos los cuerpos una propiedad llamada inercia (masa), entendida como la oposición que presenta un cuerpo a cambiar su estado inicial de reposo o movimiento uniformemente acelerado, al aplicársele una fuerza. La masa masa es una dimensión fundamental en el Sistema Internacional (SI). FUERZA (F). Con base en la Primera Ley de Newton, la fuerza se concibe como la medida del poder de un agente externo que causa un cambio en el estado de reposo o de movimiento uniformemente acelerado con respecto a un sistema de referencian. 6 La unidad de la fuerza es el Newton [N] y una unidad dedivada en el SI, que se define a partir de la Segunda Ley de Newton: F = ma DENSIDAD: ρ = dm dV Se considera que los sólidos y los fluidos son un medio homogéneo, lineal, isotrópico y continuo. EJEMPLO: dm 1Newton [N] = [1kg] – [1m/s²] DENSIDAD (ρ). Es la masa por unidad de volumen que tiene un sistema termodinámico, cuya masa se considera que es un medio homogéneo, lineal e isotrópico, cuya definición matemática se presenta a continuación: DENSIDAD RELATIVA (δ). Es la densidad de una sustancia dividida entre la densidad estándar del agua (ρ(H2O ) = 1,000.0 (Kg/m³)), por lo tanto, la densidad relativa es adimensional. δ= ρ (sustancia) ρ (H2O) PESO ESPECÍFICO (γ), Es el peso de un cuerpo o sistema termodinámico por unidad de volumen. Es una cantidad vectorial, cuya expresión matemática está dada por la siguiente ecuación dz dV = dxdydz dy dx γ = ρg Kg m³ m = N s² m³ Para llevar a cabo el estudio de la acción de las fuerzas de origen mecánico en los fluidos, es conveniente analizar sus características. FLUIDO. Es el estado físico de la sustancia o materia cuya característica fundamental consiste en que adopta la forma del recipiente que lo contiene, debido a que sus moléculas no tienen una posición fija entre si, ya que la energía de enlace de las moléculas no es lo suficientemente grande y permite un movimiento relativo entre ellas. 7 LÍQUIDO: Es un fluido cuyas moléculas conservan, prácticamente, una distancia fija entre sí, aunque la posición relativa de las moléculas no sea fija, como en el caso de las moléculas de un sólido. Por lo anterior, la variación del volumen es despreciable cuando hay cambios de presión y temperatura, considerando por lo tanto, que su densidad es constante. energía de enlace prácticamente nula, por lo cual la distancia entre ellas es variable, depen-diendo de la temperatura y presión del gas, por lo cual, su densidad es variable. En el caso de los gases consideramos que ρ = variable (compresibles) Consideramos en el caso de los líquidos ρ = constante (incompresibles) PRESIÓN ESTÁTICA DE FLUIDOS Dadas las características de los fluidos (líquidos o gases), la aplicación de una fuerza no puede llevarse a cabo como en el caso de los sólidos, ya que éstos, por su estructura molecular «soportan» la acción directa de una fuerza. En el caso de los fluidos, al aplicarse la fuerza las moléculas «resbalan», para efectuar su acción se requiere que el fluido esté confinado en un recipiente o dispositivo que tenga una superficie movible sobre la cual actúe la fuerza y transfiera su efecto al fluido a través de dicha superficie. Esto se logra generalmente mediante un dispositivo cilindro-émbolo. 8 σy F F F Desde el punto de vista físico, la presión del aire es la fuerza con que chocan las moléculas contra la superficie: σx H2O Sólido La presión es, por tanto, la fuerza por unidad de área que actúa sobre un fluido estático que se encuentra confinado en un sistema cerrado. Líquido Gas A AIRE FLUIDOS La fuerza debe ser ┴ al área. F = Presión A P = F/A ∆t Desde el punto de vista microscópico, la presión es el promedio de la fuerza que actúa sobre la superficie, debido al cambio de la cantidad de movimiento de las moléculas que chocan contra dicha superficie. Desde el punto de vista macroscópico, la presión es la fuerza con la que un fluido se manifiesta, a través de una superficie, sobre una sustancia confinada y sólo en dirección perpendicular. Donde: F = Fuerza [N] P = Presión [N/m²] ˆ ˆ = Vector unitario normal n A = Área [m²] F α Anˆ An̂ Presión = 1Newton =1 Pascal 1 metro² F = PAnˆ N = N -m² m² 9 ENUNCIADO DE PASCAL La fuerza aplicada sobre un fluido confinado siempre se manifiesta en todas direcciones y perpendicular a la superficie en la que actúa. Bomba de Pascal ESTÁTICA DE FLUIDOS Como su nombre lo indica, un fluido estático permanece en reposo, con respecto a un sistema de referencia, siempre y cuando la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre el fluido sea igual a cero, de igual manera a como ocurre con un sólido. La diferencia de efectuar un análisis de fuerzas en un sólido con respecto a un fluido, radica en el hecho de que las moléculas del sólido tienen una energía de enlace lo suficientemente grande para mantenerlas fijas entre si. BLAISE PASCAL (1623 - 1662)Matemático, físico, filósofo católico y escritor. Sus contribuciones a las matemáticas y las ciencias naturales incluyen el diseño y construcción de calculadoras mecánicas, aportes a la teoría de probabilidad, investigaciones sobre los fluidos y la aclaración de conceptos tales como la presión y el vacío. Bajo la consideración anterior, el estudio de las fuerzas que actúan sobre un fluido estático, implica considerar que el análisis mecánico del fluido en reposo, con respecto a un sistema de referencia, considera que el fluido es un medio homogéneo, lineal e isotrópico. A continuación se hace un análisis de fuerzas de un fluido en reposo, por ejemplo agua contenida en un tanque, para determinar como varía la presión cuando se dan variaciones en las direcciones “X”, “Y” y particularmente con respecto al eje “Z”, y obtener el modelo matemático que involucre las variables físicas en cuestión. 10 PATM 1 FLUIDO Z Y X VARIACIÓN DE PRESIÓN EN FLUIDOS ESTÁTICOS GRADIENTE DE PRESIÓN Σ Fz = F1 – F2 – gdm = 0 . . . (1) Para llevar a cabo el análisis de un fluido estático se requieren definir los conceptos de algunas propiedades físicas que intervienen en el análisis de la variación de presión en el fluido. F1 F2 = P2A dz dz z A1=A2 F2 z1 Peso(agua) = gdm F1= PA y x GRADIENTE DE PRESIÓN A dm = diferencial de masa Al sumergirnos en el agua, percibimos que se intensifica un malestar en nuestro oído debido a que la presión del agua aumenta, es decir, en el agua la presión “P” es una función de la altura “Z”, por tanto, establecemos que P = P(Z); entonces: P1 → z, P2 = P1 + dP → z = z, + dz, de acuerdo al sistema de referencia que se muestra en la figura. Por otra parte, de la ecuación P = F/A, se despeja F para los puntos 1 y 2 del elemento de agua en estudio, quedando: 2 F1 = AP1, y F2 = AP2 = A(P1 + dP) 11 Sustituyendo estos términos en la ecuación (1), se tiene que: Σ Fz = P1A – P2A – gdm = 0 Desarrollando términos: Σ Fz = P1A – (P1 + dP)A – gdm = 0 Simplificando términos: Σ Fz = - AdP – dmg = 0 Despejando “dP” de la ecuación anterior: dP = -dmg A kg – m - 1 = s² m² N m² Expresando la diferencial de masa en función de la densidad: dm = ρdV = ρAdz Sustituyendo: dP = -ρAdzg dP = -ρgdz A Ecuación del Gradiente de Presión En la dirección del campo gravitatorio, o bien, perpendicularmente a la superficie terrestre. PRESIÓN ATMOSFÉRICA MODELO EMPÍRICO DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA Es la presión que ejerce el aire en cualquier punto dentro de la atmósfera terrestre, debido al peso por unidad de área que ejerce la columna del aire desde el punto en cuestión hasta donde termina la atmósfera. Barómetro de Torricelli TIERRA Tierra •Columna de Aire al nivel del mar Z P=0 (2) Patm h = 76 cm de Hg (1) P Y X Hg 12 P1 = Patm = ρgh)Barómetro Es la presión que ejercen las moléculas de aire equivalente al peso por unidad de área a una altura determinada sobre el nivel del mar. BARÓMETRO De nuestro dibujo del Barómetro tenemos: ∫ 2 ∫ Es el instrumento de medición de la presión atmosférica, que permite obtener el valor absoluto del paso de las moléculas del aire que por unidad de área se manifiesta en cada punto de la atmósfera. 2 dP = - ρgdz 1 1 P2 – P1 = -ρHgg(z2 – z1) = -ρgh) barómetro 0 . Patm = 101,325.0 [Pa] Nivel del Mar P2 – P1 = -ρgh)barómetro EVANGELISTA TORRICELLI (1608 - 1647).Matemático y físico italiano. Descubrió y determinó el valor de la presión atmosférica y en 1643 inventó el barómetro. Una unidad de medida, el torr, utilizada en física para indicar la presión barométrica cuando se trabaja en condiciones cercanas al vacío, se denomina así en su honor. PRESIÓN MANOMÉTRICA. Es la presión de un fluido dada por un instrumento de medición denominado manómetro, cuyo valor medido es relativo a la presión atmosférica local. MANÓMETRO. Es el instrumento de medición de presión que indica valores relativos, de la fuerza por unidad de área que ejerce un fluido, con respecto a la presión atmosférica. MANÓMETRO EN “U” h=0 Hg 13 Aplicando la ecuación del Gradiente de Presión al Manómetro en «U» Patm 2 2 hman 1 1 2 ∫dP = ∫-ρgdz 1 1 1 P2 – P1 = - ρg(z2 – z1) = -ρgh)manómetro Gas LP Pgas > Patm PATM – PGAS)LP = -ρgh)manómetro = Pman)gas MANÓMETRO EN ”U” PARA MEDIR PRESIONES MAYORES QUE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA Pman)gas = -ρgh)manómetro Despejando Pgas de la ecuación anterior Pgas = PATM + Pman)gas; Pgas > PATM P Pgas = P1 = Pman + Patm Pman = ρgh)man Pabs.gas Pgas = Pman + Patm MANÓMETRO EN “U” PARA MEDIR PRESIONES DE VACÍO Pman Patm 0’ Pabs.gas = Prel.gas+Patm 0 Vacuómetro Es una presión menor a la presión atmosférica. CONCLUIMOS Pabs > Patm Pabs = Pman + Patm Patm VACÍO 2 Aire hvac 1 1´ Pabs aire < Patm F 14 Aplicando la ecuación del Gradiente de Presión al Vacuómetro en «U» 2 Despejando Paire de la ecuación anterior Paire = PATM – Pvac)aire 2 ∫dP = ∫-ρgdz 1 1 Paire < PATM Integrando: P2 – P1 = - ρg(z2 – z1) = Paire – PATM = -ρgh)vacuómetro = -Pvac)aire Pvac)aire = -ρgh)vacuómetro P1 = Patm = Pvac + Pabs.aire MANÓMETRO EN “U” Pabs.aire = Patm – Pvac Pvac = ρgh)vac Patm Patm P Mano-vacuómetro Patm 0’ Pvac Pabs.aire Pabs > Patm (Manómetro) Pabs = Patm + Pman 0 15 Pabs < Patm (vacuómetro) Pabs = Patm – Pvac. MANÓMETRO DE BOURDON Pabs > Patm Pabs Funciona al igual que el manómetro y el vacuómetro http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica34. htm Pman Patm 0’ Pvac Pabs < Patm Pabs 0 BOURDON, EUGÈNE (1808 - 1884). Ingeniero e industrial francés. En 1849 inventó un manómetro metálico que fue utilizado por la marina francesa en las calderas de vapor. También fabricó otros muchos dispositivos, como una trompa de vacío, un reloj neumático y un taquímetro. LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA La Ley Cero de la Termodinámica lleva este nombre debido a que se vio la necesidad de redefinir conceptos de fenómenos físico en los que se involucran: calor, energía interna, equilibrio térmico, temperatura y termómetro, entre otros. 16 Ya que en el siglo XIX y principios del XX eran equívocos estos conceptos, lo cual se encontró después de haber enunciado la 1ª y 2ª Leyes de la Termodinámica, y estas requerían del soporte conceptual correcto. La Ley Cero de la Termodinámica permite explicitar dichos conceptos, para una estructuración adecuada de esta área de la Física. Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA ENUNCIADO: “Si se tiene un sistema “A” que se encuentre en equilibrio térmico con un sistema “C”, y por otra parte, si se tiene un sistema “B” en equilibrio térmico con el mismo sistema “C”, entonces, se concluye que los sistemas “A” y “B” están en equilibrio térmico.” Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) V (cm³ x 10⁻⁶) V (cm³ x 10⁻⁶) C (.) C (.) A ((.)) A ((.)) Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) B (((.))) B (((.))) Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) 17 Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) V (cm³ x 10⁻⁶) V (cm³ x 10⁻⁶) C (.)) C (.)) A ((.) B (((.))) B (((.))) A ((.) VC → A Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) Celsius (°) Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) VC → A Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) Celsius (°) Pared diatérmana o diatérmica (1Q2 = 0) V (cm³ x 10⁻⁶) V (cm³ x 10⁻⁶) 100° Ebullición del H2O VC → B C ((.)) VC → B C ((.)) Agua con hielo B ((.)) A ((.) A ((.) Agua vapor de agua B ((.)) Fusión del H2O 0° VC → A Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) Celsius (°) Pared adiabata o adiabática (1Q2 = 0) VC → A Celsius (°) 18 ANDERS CELSIUS (1701 - 1744) Astrónomo sueco, fue el primero que propuso el termómetro centígrado, que tiene una escala de 100 grados que separan el punto de ebullición y el de congelación del agua. TEMPERATURA. Es el parámetro con el cual se establece el nivel energético molecular de un sistema, es decir su energía interna, con respecto a un nivel de energía absoluto o relativo. TERMÓMETRO: Es un dispositivo o instrumento de medición que transduce los cambios de la energía molecular de un sistema al cambio de una propiedad física macroscópicamente observable, como puede ser el cambio de volumen, resistencia eléc-trica, diferencia de potencial, presión, luminosidad, etc. Al escalar esta variable termométrica a un punto de referencia absoluto o relativo, se cuantifica la temperatura. PARED DIATÉRMANA O DIATÉRMICA: Es aquella que permite el flujo o transferencia de calor, pero no la transferencia de trabajo. Es una pared ideal. PARED ADIABATA O ADIABÁTICA: Es aquella que permite el flujo o transferencia de trabajo, pero no la transferencia de calor. Es una pared ideal. EQUILIBRIO TÉRMICO. Se presenta cuando dos cuerpos o sistemas termodinámicos tienen el mismo nivel energético molecular, que a nivel macroscópico equivale a que se encuentran a la misma temperatura. ESCALAS DE TEMPERATURA EMPÍRICA RELATIVA Y ABSOLUTA Cuando en un termómetro se escalan los cambios lineales de una propiedad física macroscopicamente observable del sistema en estudio, debido a los cambios en la energía interna de dicho sistema, se dice que se establece una escala de temperatura empírica. La escala de temperatura empírica puede estar referida, para cuantificar los cambios 19 energéticos, ya sea a un punto arbitrario, con lo que se establece una escala de temperatura empírica relativa; o bien, referido a un nivel de energía molecular cero, y establecer una escala de temperatura empírica absoluta. TEMPERATURA ABSOLUTA O RELATIVA: Es el parámetro cuyo valor numérico está dado en gra-dos y hace referencia a la energía interna del sis-tema, que se asocia a la energía molecular de dicho sistema, ya sea referido a una escala de temperatura absoluta o relativa. TIPOS DE TERMÓMETROS DILATACIÓN - Volumétrica - Superficial - Lineal La sustancia termométrica: Hg Mezcla Liquidovapor Mezcla Sólidoliquido 100ºC 0ºC H2O Hg ((.))vidrio Escala de temperatura relativa Q DIFERENCIA DE POTENCIAL RESISTENCIA ELÉCTRICA La sustancia termométrica: Semiconductor ε + - La sustancia termométrica: Termopar A Intensidad Luminosa (Pirómetros) Alambre 1 (de diferente material) -La sustancia termométrica es: Termistor (pastilla de carbono) -Barra de aleación metálica. -La propiedad termométrica es: B 0ºC Amperímetro La intensidad luminosa Alambre 2 Voltímetro La escala es: Color - temperatura 20 DIFERENCIA DE PRESIÓN Termómetro de Gas a Volumen Constante, es el Termómetro Patrón del Sistema Internacional de Medidas. 100º ESCALAS DE TEMPERATURA EMPÍRICA Y ABSOLUTA T (ºC) T (K) 100 ºC 373.15 K Tubo capilar O2 0 ºC 273.15 K 0 0´ Gas ideal 0º Presión Tubo flexible -273.15 ºC 0 Kelvin Hg Ampolleta de cuarzo Kelvin, William Thomson Lord (1824 - 1907). Matemático y físico británico. En 1848 Kelvin estableció la escala absoluta de temperatura que sigue llevando su nombre. . ESCALAS DE TEMPERATURA Kelvin Celsius 373.15 K 100 ºC 100 273.15 K Farenheit Rankine 212 ºF 671.6 ºR 180 0 ºC 32 ºF 0 ºF 0K ºC = K - 273.15 -273.15 ºC -459.6 ºF ºF = 1.8 ºC + 32 0º F 459.6º R 0 ºR ºF = ºR - 459.6 21 FAHRENHEIT, DANIEL GABRIEL KELVIN (1686 - 1736). Físico alemán. En 1714 construyó el primer termómetro con mercurio en vez de alcohol. Con el uso de este termómetro, concibió la escala de temperatura conocida por su nombre. Descubrió que además del agua, hay otros líquidos que tienen un punto de ebullición determinado y que estos puntos de ebullición varían con los cambios de presión atmosférica. 22