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2.2.- Escalas termométricas

TEMPERATURA

Hay 3 escalas para medir la temperatura: Celsius, Fahrenheit y Kelvin. La escala Fahrenheit es la utilizada tradicionalmente por los países anglosajones. La escala Celsius es la tradicional de los países del sistema métrico. Ambas escalas parten de los valores de fusión y ebullición del agua para fijar sus escalas. En el sistema Celsius esos puntos corresponden a 0ºC y a 100ºC mientras que en el Fahrenheit los puntos corresponden a 32ºF y a 212 ºF. La escala Kelvin es equivalente a la Celsius con la salvedad que su cero corresponde a -273 ºC. Por lo tanto cuando consideramos diferencias de temperaturas, el resultado es el mismo en ambas escalas.

La unidad del Sistema Internacional (S.I.) es el grado Kelvin, cuya escala comienza en el cero absoluto (0K = -273ºC).

La conversión entre Fahrenheit y Celsius viene dada por la fórmula:


Siendo F los grados Fahrenheit y C los grados Celsius

TIPOS DE TERMÓMETROS

  • Mercurio. Se denominan de mercurio pero se utilizan otros líquidos menos contaminantes para poder visualizar la variación de temperatura. La forma.sin embargo, no ha variado. Suelen tener forma de varilla con un cristal transparente que permite apreciar la dilatación del líquido contenido.
  • De reloj con bimetal. Su forma es la de un reloj, cuya escala está graduada a las temperaturas correspondientes. En ocasiones tienen dobles escalas, aunque no suele ser frecuente debido a la mayor complejidad que ocasiona su lectura. El movimiento de la guja lo produce una espiral constituida por dos metales de diferente coeficiente de dilatación.
  • Con sonda a distancia por termopar. En muchas ocasiones el punto de medida de la temperatura suele estar alejado del sitio de su control. El mejor ejemplo lo tenemos con las estaciones meteorológicas domésticas, en las que se coloca un sensor en el exterior y envía una señal por radiofrecuencia para su lectura en la unidad de control. En ocasiones estas sondas se comunican por cableo por internet.
  • Por infrarrojos. Los termómetros por infrarrojos captan la radiación infrarroja que todo cuerpo que esté a más de -273ºC emite. El tratamiento de esta señal permite obtener una temperatura aproximada de la superficie del cuerpo correspondiente. Las cámaras termográficas, muy utilizadas en estudios de eficiencia energética, se basan en este principio.
Tipos de termómetros
Tipos de termómetros (CC0)



Ejercicios resueltos

1. ¿A cuánto equivalen 25 ºC en la escala Fahrenheit?

2. La temperatura de ebullición del nitrógeno a presión normal, es 77 K. En la escala Celsius esta temperatura se escribe …

3. El etanol tiene un punto de congelación de - 39 ° C, a presión normal. Determina esta temperatura en la escala Kelvin.

4. Cuando un termómetro graduado en grados Celsius sufre una variación de 32 grados en su temperatura, ¿cuánto lo hará en la escala Kelvin?

5. Una estación de radio local anunció que la temperatura en el oeste de los Estados Unidos era de 77 grados. Es evidente que esa temperatura está dada en grados Fahrenheit. ¿Cuál es su valor en la escala Celsius?

Autoevaluación

Pregunta

1. En el interior de una habitación que no ha sido calentada ni refrigerada durante varios días:

Respuestas

La temperatura de los objetos de metal es inferior a la de los de madera.

La temperatura de todos los objetos es la misma.

Ningún objeto tiene temperatura.

Retroalimentación


Pregunta

2. Se define el calor como:

Respuestas

La energía cinética de las moléculas.

La energía transmitida debido a una diferencia de temperaturas.

La energía contenida en un cuerpo.

Retroalimentación


Pregunta

3. La entalpía de un caudal másico de vapor de 10 kg/s, es de 2 900 kJ/kg. Este vapor se obtiene en una central geotérmica y acciona una turbina. A la salida de la turbina, los programas de control indican que el vapor tiene una entalpía de 1 900 kJ/kg. Se trata de averiguar la potencia que, aproximadamente, ha transmitido el vapor a la turbina.

Respuestas

No ha transmitido potencia alguna, ya que el vapor a la salida tiene la misma potencia que a la entrada

Como el vapor ha perdido 1 000 kJ/kg y hay un caudal de 10 kg/s, la potencia que ha transmitido a la turbina será 10 000 kJ/s = 10 000 kW

No transmite potencia a la turbina, es la turbina la que, al girar, transmite potencia al vapor.

Retroalimentación


Pregunta

4. Convertir 15 ºC en ºF

Respuestas

59 ºF

65 ºF

10 ºF

Retroalimentación


Pregunta

5. Convertir 27 ºC en K

Respuestas

246 K

300 K

263 K

Retroalimentación

Para saber más

La temperatura, como ya se ha dicho, puede medirse con ayuda de detectores de radiación infrarroja. Ajustando los aparatos receptores de radiación, tratando las señales eléctricas recogidas y proyectándolas en un display o pantalla, conseguimos un equipo muy importante en eficiencia energética, en mantenimiento o en detección visual de anomalías térmicas: es la denominada cámara termográfica. En el siguiente vídeo puedes ver las aplicaciones en mantenimiento predictivo.

Flir. Termografías (Gentileza de Flir)