Medición de temperatura

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Medición de temperatura

  1. 1. Medición de temperatura, velocidad, volumen, caudal y presiónMEDICION DEL TIEMPOCuando hablamos del tiempo, hablamos de la magnitud física que se ocupa de la medición de laduración de todas las cosas que siempre están sujetas a distintos cambios. Por la razónmencionada previamente, el tiempo se ocupa de medir el período que transcurre entre dossituaciones producidas de forma consecutiva, es decir, siempre partiendo de un pasado con vistashacia el futuro, pasando por el presente de la acción.De esta forma, el tiempo se constituye en un concepto análogo al de magnitud, puesto quecolabora en la parametrización del cambio y en el hecho de ordenar todos los sucesos endeterminadas secuencias. Así es como la determinación del pasado, presente y futuro quedarácompletamente esclarecida, así como se le da un espacio al Principio de la Causalidad, que es nimás ni menos que uno de los axiomas puntuales pertenecientes al método científico. En lo querespecta a la unidad elemental o básica de medición del tiempo, la misma es el método o sistemaInternacional conocido mundialmente como el segundo. En cuanto al símbolo, al mismo se lorepresenta con la letra “s”. Cabe aclararse que se trata de un símbolo y no de una abreviatura,razón por la cual es incorrecto escribirlo con mayúscula o como “seg” con punto posterior, unaequivocación que comúnmente se comete.El tiempo en la físicaEl concepto es abordado de manera particular según las disciplinas. En el caso de la mecánicaclásica, el tiempo es concebido como si se tratase de una magnitud de carácter absoluto, por lotanto, se trata de un escalar que posee una medida idéntica para absolutamente todos losobservadores.Esto se opone al concepto de magnitud relativa, la cual siempre va a depender de la subjetividaddel sujeto que percibe. Esto se equipara con los estudios filosóficos de Kant, quien establece quetanto el tiempo como el espacio son absolutamente necesarios para las experiencias cotidianas delos hombres. El término tiempo, por otra parte, presenta una variación en el ámbito de lamecánica relativista, porque ésta lo hace depender del sistema de referencia en el cual elobservador se encuentra situado y considera también su estado de movimiento.En la mecánica cuántica, a su vez, se debe hacer una distinción entre la opinión de ésta y laconcepción que aborda la mecánica cuántica de corte más convencional, donde se da espacio altrabajo con el concepto de la medición del tiempo absoluto. En la relativista, por otro lado, sucedealgo similar a lo que se presenta en la teoría de la relatividad, ya que el tiempo absoluto es unconcepto considerado como inadmisible.
  2. 2. Medicion del tiempo a traves de la historiaCon el correr de los años la evolución en la medición del tiempo ha sido notable y muchosconceptos relacionados merecen ser destacados en cuanto al tema que nos ocupa. La cronología,por ejemplo, es aquella que permite ubicar todos esos momentos puntuales en los cuales seproducen ciertos hechos determinados, que son los lapsos breves; pero también nos permiteubicar los procesos que se suscitan, es decir, los lapsos de duración mucho mayor. Esto se graficaen una línea de tiempo, justamente, donde se resaltan los momentos históricos relevantesmediante puntos y los procesos en una cadena de segmentos definidos.Asimismo, podemos encontrarnos con numerosas formas y con una amplia gama de instrumentosde medición del tiempo. Las más antiguas, por ejemplo, estaban basadas en la medición que sehace del movimiento, como también de los cambios materiales que sufren los objetos con el pasode los años. Lo que se hacía en un principio era una medición de todos los movimientos quepresentaban los astros, como el caso específico del Sol, que siempre daba lugar al tiempo solardefinido como “aparente”. Lo que produjo un notorio cambio en la medición del tiempo fue eldesarrollo de la astronomía que se produjo de manera paulatina pero con paso firme. Lo queocurrió fue una permanente creación de instrumentos innovadores, como el caso de los relojes dearena, los relojes de sol y también las clepsidras. De manera posterior, se afianzó enormemente ladeterminación por agudizar las mediciones, hasta la actualidad, donde podemos encontrar el relojatómico.Medición de TemperaturaEs el grado relativo de calor o frío que tiene un cuerpoDiferentes efectos producidos por la temperatura 1. Aumento de las dimensiones (Dilatación). 2. Aumento de presión o volumen constante. 3. Cambio de fem. inducida. 4. Aumento de la resistencia. 5. Aumento en radiación superficial. 6. Cambio de temperatura. 7. Cambio de estado sólido a liquido. 8. Cambio de calor
  3. 3. Observando cada una de las propiedades en los materiales podemos medir la temperaturaobservando los efectos de los cuerpos.Todos los instrumentos de medición de temperatura cualquiera que fuese su naturaleza dan lamisma lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntosgeneralmente la lectura no corresponderá porque las propiedades de expansión de los líquidosvarían, en este caso se hace una elección arbitraria y, para muchos fines será totalmentesatisfactoria, sin embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como basesuprema de todo trabajo científico.Las unidades de temperatura son °C, °F, °K, °Rankine, °Reamur, la conversión mas común es de °Ca °F.t(°C)=t(°F)-32/1.8°F=1.8 t°C +32Relación entre escalas de temperaturaUnidades de TemperaturaEscala Cero Absoluto Fusión del Hielo EvaporaciónKelvin 0°K 273.2°K 373.2°KRankine 0°R 491.7°R 671.7°RReamur -218.5°Re 0°Re 80.0°ReCentígrada -273.2°C 0°C 100.0°CFahrenheit -459.7°F 32°F 212.0°FLos elementos primarios de medición y temperatura, son transductores que convierten la energíatérmica en otra o en un movimiento.La diferencia ente el calor y temperatura, es que el calor es una forma de energía y la temperaturaes el nivel o valor de esa energía.Se han dividido los elementos primarios de medición de temperatura en 3 tipos: a. TERMOMETROS.- Transductores que convierten la temperatura en movimiento. b. SISTEMAS TERMALES.- Transductores que convierten la temperatura en presión (y después en movimiento).
  4. 4. c. TERMOELECTRICOS.- Transductores que convierten la temperatura en energía eléctrica (y mediante un circuito en movimiento) Termómetros a. De Alcohol b. De Mercurio c. BimetálicoElementos Primarios de Sistemas Termales a. Liquido (Clase I)medición de temperatura b. Vapor (Clase II) c. Gas (Clase III) d. Mercurio (Clase IV) Termoeléctricos a. Termopar b. Resistencia c. Radiación d. OpticoTermómetrosSon instrumentos que se utilizan para medir la temperatura de los cuerpos, su funcionamiento sebasa en la propiedad que tienen algunas sustancias de variar su volumen con la temperatura,pueden usarse en ellos sustancias sólidas, liquidas o gaseosas como termométricas, con la únicaexigencia que la variación de volumen sea en el mismo sentido de la temperatura.El termómetro de liquido en vidrio es uno de los tipos mas comunes de dispositivos de mediciónde temperatura y sus detalles de construcción , se muestra en la figura siguiente.Su bulbo relativamente grande en la parte mas baja del termómetro contiene la mayor cantidaddel liquido el cual se expande cuando se caliente y sube por el tubo capilar en el cual esta grabadauna escala apropiada con marcas, en la parte superior del tubo capilar se coloca en case de que elmargen de temperatura del termómetro se exceda de manera inadvertida. los líquidos masusados son el alcohol y el mercurio. El alcohol tiene la ventaja de poseer un coeficiente deexpansión mas alto que el del mercurio pero esta limitado a mediciones de baja temperaturadebido a que tiende a hervir a temperaturas altas. El mercurio no puede usarse debajo de supunto de congelación de -38.78°F (-37.8°C). El tamaño del capilar depende del tamaño del bulbosensor, el liquido y los márgenes de temperatura deseados para el termómetros.Por lo general, los termómetros de mercurio en vidrio se aplican hasta 600°F (315°C); pero su
  5. 5. alcance puede extenderse a 1000°F (338°C) llenando el espacio sobre el mercurio común gascomo el nitrógeno. Esto aumenta la presión en el mercurio, eleva su punto de ebullición ypermite; por lo tanto, el uso de termómetro a temperaturas mas altas.Medición del caudalDe Wikipedia, la enciclopedia libreEl presente artículo trata de los diversos métodos para la medición del caudal líquido. Existe unaprimera clasificación de los métodos de medición según se trate de la medición del caudal en unflujo a la presión atmosférica, o de un flujo a presiones superiores a la presión atmosférica, esdecir en tuberías.Medición del caudal en corrientes libresLa medición del caudal en ríos, arroyos y canales se pueden hacer con base en los siguientesprocedimientos:Procedimientos basados en la geometría de la sección y en la velocidad media del flujoPara aplicar este procedimiento se debe conocer exactamente la geometría de la sección en lacual se efectuará la medición, lo cual permite conocer el área A (h) que corresponde a la altura h, yse debe determinar en la forma más precisa posible: El nivel del agua en la sección, h La velocidad media del fluido en la sección, VmediaComo consecuencia, el caudal Q será igual a: Vmedia * A (h)Una vez conocidas varias parejas de datos [h - Vmedia], se dice que la sección ha sido calibrada, y sepuede determinar una fórmula empírica de transformación de nivel en caudal. A partir de estemomento, y mientras la sección no se modifique, se puede estimar el caudal midiendo el nivel delagua en la sección, y utilizando la ecuación de transformación. Las ecuaciones de transformaciónson más precisas para secciones regulares, cuya geometría sea próxima a la de un rectángulo, untriángulo o un trapecio. Por esa razón, cuando es compatible con los costos, se introducen en loscanales, secciones específicas para la medición del caudal.Medición del caudal en tuberíasEn el caso de tuberías, la sección transversal es conocida con la suficiente precisión. Para lamedición de la velocidad se utilizan, entre otros los siguientes procedimientos: Mediante el uso de correntómetro;
  6. 6. Mediante el uso de instrumentos basados en el efecto Doppler; Mediciones mediante el tubo de Pitot; Introduciendo un estrangulamiento del tubo, el que puede ser gradual, mediante una pieza especial denominada Tubo de Venturi; o abrupta, mediante la inserción de un diafragmaPresiónEl control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras.Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variandoeste, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo puedenprovocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipoadyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas,fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisióncon frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.Por otro lado, la presión puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de lasvariables del proceso (como la composición de una mezcla en el proceso de destilación). En talescasos, su valor absoluto medio o controlado con precisión de gran importancia ya que afectaría lapureza de los productos poniéndolos fuera de especificación.La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde para lamayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza,conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso oun diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformacióncualitativa cuando se le aplica la presión.Tenemos que:La relación de los diferentes tipos de presión se expresa en la figura siguiente:
  7. 7. Presión AbsolutaEs la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presiónabsoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que laproporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Estertermino se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseñosse hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un terminoabsoluto unifica criterios.Presión AtmosféricaEl hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuandosobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presiónejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro(presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión escercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg), disminuyendo estos valores con la altitud.Presión ManométricaSon normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de unelemento que se define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosféricaque existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, lapresión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en lasmediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valorabsoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a lalectura del manómetro.

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