hola hoy aprendí de Escalas Termométricas:
Se toman por acuerdo como puntos fijos el punto de fusión
del hielo y el punto de ebullición del agua. Una escala termométrica vendrá
definida por los valores de temperatura asignados a los dos puntos, aceptando
una variación lineal de la magnitud termométrica con la temperatura.
ESCALA CELSIUS O CENTIGRADA
El grado Celsius, (símbolo ℃, °C
en texto plano), es la unidad creada por Anders Celsius en 1742 para su escala
de temperatura.
El grado Celsius pertenece al Sistema Internacional de
Unidades, con carácter de unidad accesoria, a diferencia del kelvin que es la
unidad básica de temperatura en dicho sistema.
Celsius definió su escala en 1742 considerando las
temperaturas de congelación y ebullición del agua, asignándoles originalmente
los valores 100 °C y 0 °C respectivamente (de manera que más caliente resultaba
en una menor temperatura); fue Linneo quien invirtió ambos puntos un par de
años más tarde. El método propuesto, al igual que el utilizado en 1724 para el
grado Fahrenheit y el Grado Rømer de 1701, tenía la ventaja de basarse en las
propiedades físicas de los materiales. William Thomson (luego Lord Kelvin)
definió en 1848 su escala absoluta de temperatura en términos del grado
Celsius. En la actualidad el grado Celsius se define a partir del kelvin del
siguiente modo:
Los intervalos de temperatura expresados en °C y en kelvins
tienen el mismo valor.
La escala de Celsius es muy utilizada para expresar las
temperaturas de uso cotidiano, desde la temperatura del aire a la de un sin fín
de dispositivos domésticos (hornos, freidoras, agua caliente, refrigeración,
etc.). También se la utiliza en trabajos científicos y tecnológicos, aunque en
muchos casos resulta obligada la utilización de la escala de Kelvin.
ESCALA KELVIN
El kelvin (antes llamado grado Kelvin), simbolizado como K,
es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson, Lord
Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto
cero en el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. Lord
Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la
unidad fue nombrada en su honor.
Es una de las unidades del Sistema Internacional de Unidades
y corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto
triple del agua. Se representa con la letra K, y nunca "°K".
Actualmente, su nombre no es el de "grados kelvin", sino simplemente
"kelvin". Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un
kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: la temperatura de 0 K es
denominada 'cero absoluto' y corresponde al punto en el que las moléculas y
átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema
macroscópico puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en
kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de
temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en trabajos de física o
química.
También en iluminación de vídeo y cine se utilizan los
kelvin como referencia de la temperatura de color. Cuando un cuerpo negro es
calentado emitirá un tipo de luz según la temperatura a la que se encuentra.
Por ejemplo, 1.600 K es la temperatura correspondiente a la salida o puesta del
sol. La temperatura del color de una lámpara de filamento de tungsteno
corriente es de 2.800 K. La temperatura de la luz utilizada en fotografía y
artes gráficas es 5.000 K y la del sol al mediodía con cielo despejado es de
5.200 K. La luz de los días nublados es más azul, y es de más de 6.000 K.
ESCALA FARENHEIT
El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de
temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1714. La escala
establece como las temperaturas de congelación y evaporación del agua, 32 °F y
212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para
el grado Celsius (°C).
CALOR
El calor es la transferencia de energía entre diferentes
cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas
temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura
hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor
hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una
bebida fría dejada en una habitación se entibia).
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos,
entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque
en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o
menor grado.
La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende
del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende
del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es
parte de dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a
otro, lo que sucede con la condición de que estén a diferente temperatura.
La energía existe en varias formas. En este caso nos
enfocamos en el calor, que es la forma de la energía que se puede transferir de
un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.
ENERGIA
El término energía (del griego ἐνέργεια/energeia, actividad,
operación; ἐνεργóς/energos=fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas
acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para
obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como
la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se
refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para
extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico.
TEMPERATURA
La temperatura es una magnitud referida a las nociones
comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente"
que otro puede considerarse que tiene una temperatura mayor, y si es frío, se
considera que tiene una temperatura menor. En física, se define como una
magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema
termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más
específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía
interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada
a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido
traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor
la energía sensible de un sistema, se observa que éste se encuentra más
"caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.
En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión
resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido.
En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos
traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos
rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).
Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la
cuantificación de la actividad molecular de la materia.
El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura
ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor
numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente.
Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o
las sustancias varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como
por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la
solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así
mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar
las reacciones químicas.
La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden
ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de
medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad
de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala
Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al
"cero absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del
grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas
de temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius (antes
llamada centígrada); y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo en los Estados
Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R) que
establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero
absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada
únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.
EQUILIBRIO TÉRMICO
Para poder dar una definición más precisa del concepto de
equilibrio térmico desde un punto de vista termodinámico es necesario definir
algunos conceptos.
Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o
separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que
se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico.
Consideremos entonces dos sistemas en contacto térmico,
dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente.
Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un
recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan
acciones desde el exterior capaces de ejercer trabajo sobre ellos. La
experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado
de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico
recíproco o simplemente de equilibrio térmico.
El concepto de equilibrio térmico puede extenderse para
hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio térmico. Cuando dos porciones
cuales sean de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el
sistema mismo está en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo.
RELACIÓN ENTRE CALOR Y ENERGIA
El calor representa la cantidad de energía que un cuerpo
transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre
ambos. El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se
denomina energía térmica. El carácter energético del calor lleva consigo la
posibilidad de transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza
impone ciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo
una fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo útil.
ESCALAS DE CALOR
Las escalas de medición de la temperatura se dividen
fundamentalmente en dos tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que
puede adoptar la temperatura en cualquier escala de medición, no tienen un
nivel máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto. Mientras que las escalas
absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de
definirse.
Relativas
Artículo principal: Unidades derivadas del SI
Grado Celsius (°C). Para establecer una base de medida de la
temperatura Anders Celsius utilizó (en 1742) los puntos de fusión y ebullición
del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en
equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de
agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera
que está en el punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura
que existe entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados
centígrados °C. Sin embargo, en 1948 fueron renombrados grados Celsius en su
honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para denominarlos.
En 1954 la escala Celsius fue redefinida en la Décima
Conferencia de Pesos y Medidas en términos de un sólo punto fijo y de la
temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue el punto triple
del agua que es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en
equilibrio, al cual se le asignó un valor de 0,01 °C. La magnitud del nuevo
grado Celsius se define a partir del cero absoluto como la fracción 1/273,16
del intervalo de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto.
Como en la nueva escala los puntos de fusión y ebullición del agua son 0,00 °C
y 100,00 °C respectivamente, resulta idéntica a la escala de la definición
anterior, con la ventaja de tener una definición termodinámica.
Grado Fahrenheit (°F). Toma divisiones entre el punto de
congelación de una disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor
cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100).
Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; erróneamente, se asocia
también a otros países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda, que usan la
escala Celsius.
Grado Réaumur (°Ré, °Re, °R). Usado para procesos
industriales específicos, como el del almíbar.
Grado Rømer o Roemer. En desuso.
Grado Newton (°N). En desuso.
Grado Leiden. Usado para calibrar indirectamente bajas
temperaturas. En desuso.
Grado Delisle (°D) En desuso.
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