¿Qué es la termología?
Termología es el estudio científico de los fenómenos relacionados con calor y el temperatura, como la transferencia de calor, el equilibrio térmico, las transformaciones que sufren los gases, los cambios de estado físico, etc.
Temperatura
Temperatura es la medida del grado de agitación de las partículas que componen un cuerpo. La temperatura de un cuerpo es directamente proporcional la velocidad a la que sus átomos y moléculas vibran, rotan o incluso se trasladan.
La temperatura es una de las grandezasfundamentos de la naturaleza, junto con el subterraneo y como segundo, por ejemplo. En el sistemaInternacionalenunidades (SI), la unidad utilizada para medir la temperatura es Kelvin (K). Esta escala de temperatura se considera absoluta, ya que no admite valores negativos y puede ser determinada directamente por la vibración térmica de los átomos. Por lo tanto, decimos que la temperatura más baja posible es 0 K, también conocida como cero absoluto.
A pesar de la existencia de Kelvin, otras escalas habituales, basadas en otras sustancias, como
Celsius y Fahrenheit, seguir utilizándose en el mundo. La siguiente figura muestra tres termómetros graduados en las escalas existentes más comunes: Celsius,Kelvin y Fahrenheit:
escalas termométricas
A escamastermometrico se utilizan para medir la temperatura a partir de alguna referencia. Generalmente, se toman dos puntos fijos a los que se presentaría el cuerpo o la sustancia de referencia. las mismas propiedades como volumen, densidad, conductividad o resistencia eléctrica, longitud, etc.
LA escalaCelsius es el termómetro más utilizado del mundo. Es una escala centígrada, es decir, tiene 100 divisiones de igual tamaño entre sus puntos fijos, 0 ºC y 100 ºC, llamados grados. Como es una escala habitual, admite temperaturas negativas: su cero absoluto tiene un valor de aproximadamente -273,5 ° C.
veaademás: Termómetros y escalas termométricas
LA escalaFahrenheit, a su vez, se utiliza en algunos países, como Estados Unidos e Inglaterra. Fue desarrollado para que el punto de Fusión de agua es igual a 32 ° F. Así, incluso alcanzando bajas temperaturas, es poco probable que se observen temperaturas negativas en países que utilizan esta escala. la temperatura de hirviendo de agua en Fahrenheit es 212 ° F.
LA escalaKelvin se basó en la agitación térmica de los átomos de helio de tal manera que, cuando alcanzan el reposo total, a estos átomos se les asigna una temperatura de 0 K. Hoy sabemos que esta temperatura tan baja es en realidad inalcanzable.
Para convertir los valores de temperatura expresados en una de las escalas mencionadas anteriormente, podemos utilizar las siguientes ecuaciones:
TK - temperatura en Kelvin
TF - temperatura en Fahrenheit
TC - temperatura en grados Celsius
Calor
Nosotros decimos eso calor es la energía térmica transferida entre cuerpos que se encuentran en temperaturasmuchas diferentes, siendo por tanto una forma de energía. Además, el calor siempre viaja desde el cuerpo con la temperatura más alta a los cuerpos con la temperatura más baja, hasta que se establece el equilibrio térmico.
El calor se puede transmitir a través de tres procesos:
Conduciendo: transmisión de calor por contacto con superficies;
Convección: transmisión de calor debido a la formación de corrientes convectivas en un fluido;
Irradiación: Transmisión de calor por ondas electromagnéticas.
veaademás:Procesos de propagación de calor
Solo hay dos formas de calor: calorlatente y calorsensitivo:
Calorsensitivo: es la forma de calor responsable del cambio de temperatura en un cuerpo. Cuando un cuerpo recibe calor sensible, su temperatura aumenta; cuando el mismo cuerpo abandona el calor sensible, su temperatura desciende.
Calorlatente: es la cantidad de calor que debe transferirse para que un cuerpo o sustancia cambie su estado físico. Cuando un cuerpo está a temperatura de ebullición o fusión, por ejemplo, su temperatura no cambia, incluso si permanece expuesto a una fuente de calor. No hay cambios de calor cuando un cuerpo intercambia calor latente, solo cambios en los estados físicos. Por eso decimos que recibe calorlatente.
veaademás: Diferencias entre calor sensible y calor latente
Expansión térmica
LA dilatacióntérmico Ocurre cuando un cuerpo recibe o desprende grandes cantidades de calor. junto al cambioentemperatura o el tuyo Expresarenagregación (estado físico), la transferencia de calor a un cuerpo puede provocar cambios en sus dimensiones. La expansión térmica depende de la variación de temperatura que sufre el cuerpo, además de su coeficiente de expansión. lineal,poco profundo y volumétrico.
Según la forma del cuerpo, es posible determinar cuál de sus dimensiones se ve más favorecida. Por ejemplo, una aguja tiene una forma alargada, por lo que la dilatación más importante en este caso es la lineal. En total, hay tres formas de expansión térmica:
Dilatación lineal: cambio en la longitud de un cuerpo. Depende de su coeficiente de expansión lineal (α).
Dilatación superficial: cambio sufrido por el área de un cuerpo. Depende del coeficiente de expansión de la superficie (β).
Dilatación volumétrica: se produjo un cambio en el volumen de un cuerpo. Depende del coeficiente de expansión volumétrica (γ).
Las juntas de dilatación se utilizan para que las barras de ferrocarril no se expandan y, en consecuencia, no se doblen.
veaademás:Expansión térmica de sólidos
Termodinámica
LA Termodinámica es un área importante de la termología que estudia las relaciones entre calor,trabaja,temperatura y otras cantidades, como presión,volumen, etc. Es responsable de establecer leyes que gobiernan todas las transformaciones que puede sufrir la materia, como la ley de conservación de la energía, también conocida como la primera ley de la termodinámica.
veaademás:Fundamentos de calorimetría
Conozca las leyes de la termodinámica y una breve descripción de su contenido:
Ley cero de la termodinámica: es la ley del equilibrio térmico. Esta ley dice que todos los cuerpos tienden a intercambiar calor hasta que alcanzan el equilibrio térmico.
Primera ley de la termodinámica: es la ley de conservación de energía. Esta ley establece que todo el calor que recibe un sistema durante un proceso termodinámico se puede convertir en trabajo o en un aumento de su energía interna.
Segunda ley de la termodinámica: es la ley de entropía. Esta ley establece que todos los sistemas que reciben calor tienden a lograr niveles cada vez más bajos de organización.
Tercera ley de la termodinámica: es la ley del cero absoluto. Esta ley nos dice que el cero absoluto es realmente inalcanzable. No importa qué tan frío esté un cuerpo, nunca estará a 0 K.
Fórmulas de termología
Vea algunas fórmulas de termología que pueden ser útiles para su estudio:
Conversión de escalas termométricas
-
Cálculo de calor sensible
Q - calor sensible
metro - pasta
C - calor especifico
ΔT - variación de temperatura Cálculo de calor latente
Q - calor
metro - pasta
L - calor latente
-
dilatación térmica lineal
L - longitud final
L0 - longitud inicial
ΔT - variación de temperatura
α - coeficiente de expansión lineal -
dilatación térmica superficial
s - zona final
s0 - área inicial
ΔT - variación de temperatura
β - coeficiente de expansión de la superficie -
Dilatación térmica volumétrica
V - Volumen final
L0 - volumen inicial
ΔT - variación de temperatura
γ - coeficiente de expansión volumétrica
Primera ley de la termodinámica
ΔU - variación de energía interna
Q - calor
τ - trabaja
Resumen
Temperatura: cuanto más caliente está un cuerpo, mayor es la vibración de sus moléculas. Tal agitación se llama temperatura.
Calor: cuando dos cuerpos de diferentes temperaturas se encuentran en contacto térmico, el calor se transfiere desde el cuerpo de temperatura más alta hacia el cuerpo menos caliente
Escamastermométrico: se utilizan para representar temperaturas en diferentes unidades, como Celsius y Fahrenheit.
Dilatacióntérmico: cuando un cuerpo recibe calor y experimenta aumentos de temperatura, sus dimensiones pueden aumentar. Este efecto se llama expansión térmica.
Vea también: ¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?
Ejercicios de termología
1) Un termómetro calibrado en la escala Fahrenheit indica una temperatura de 68 ° F. ¿Cuál es el valor de esta temperatura en la escala Celsius?
Resolución
para convertir Fahrenheit en Celsius, usaremos la siguiente fórmula:
2) Un cuerpo con 10 g de calor específico igual a 1,2 cal / g ° C se somete a una variación de temperatura de 25 ° C. Determine la cantidad de calor transferida a este cuerpo durante el proceso.
Resolución
La declaración del ejercicio establece que hubo una variación en la temperatura de este cuerpo. Por lo tanto, usaremos la fórmula que calcula la cantidad de calor sensible:
Tomando los datos que nos proporcione el ejercicio, tendremos que:
3) En un proceso termodinámico, se necesitan 500 cal para fundir un cuerpo con una masa igual a 10 g, que se encuentra en estado sólido, a su temperatura de fusión. Determine el calor latente de fusión de este cuerpo.
Resolución
Para realizar el cálculo que solicitas utilizaremos la fórmula del calor latente:
Utilizando los datos que fueron informados tendremos que:
4) Consulta la alternativa que presenta el nombre del proceso de transmisión de calor por ondas electromagnéticas:
a) Conducir
b) Convección
c) Transmisión
d) Irradiación
e) Dilatación
Resolución
La transmisión de calor a través de ondas electromagnéticas se llama irradiación. Mediante este proceso, el Sol puede calentar la superficie de la Tierra.
5) Una barra de metal homogénea con una longitud igual a 1,5 m se calienta hasta que su temperatura de 25 ° C alcanza los 150 ° C. Considerando que el coeficiente de expansión lineal de esta barra es 1.2.10-5 ° C-¹, determine la longitud final de la barra después de calentarla.
Resolución
El tipo de dilatación que sufre una barra es lineal. Por tanto, para calcular la longitud final de esta barra, haremos el siguiente cálculo:
Por mí. Rafael Helerbrock
