La temperatura

1. Nombre:
Camila Rojas Valencia.

2.  La temperatura es una magnitud referida a las nociones
comunes de caliente, tibio, frío que puede ser medida,
específicamente, con un termómetro. 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
cinética», 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 cinética de un
sistema, se observa que éste se encuentra más caliente; es
decir, que su temperatura es mayor.

3.  La relación es que la temperatura mide la concentración de
energía o de velocidad promedio de las partículas y el calor
energía térmica en transito.
 Para una mejor explicación de esta relación lo mostraremos
con un ejemplo: si ponemos un recipiente con agua
representa la cantidad de calor que un cuerpo sede o absorbe
en un instante dado, el nivel que esta alcanza representa su
temperatura. Si la cantidad de agua, sube el nivel, esto es, si
aumenta la cantidad de calor que posee el cuerpo, aumenta
también su temperatura.
 Otro ejemplo se nota cuando encendemos un fósforo, se
logra una alta temperatura pero bajo contenido calórico.
 Una olla con 10 litros de agua tibia tiene baja temperatura y
un gran contenido calórico.
 La temperatura es independiente de la cantidad de sustancia,
el calor en cambio depende de la masa, de la temperatura y
del tipo de sustancia.

4. 
Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en
forma cuantitativa. Una forma fácil de hacerlo es encontrando una sustancia
que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura.
La manera más "regular" es de forma lineal:
t(x)=ax+b.
 Donde t es la temperatura y cambia con la propiedad x de la sustancia. Las
constantes a y b dependen de la sustancia usada y deben ser evaluadas en
dos puntos de temperatura específicos sobre la escala, por ejemplo, 32 para
el punto congelamiento del agua y 212 para el punto de ebullición.
Después se aclara que este es el rango de una escala ya conocida como la
Fahrenheit.
Por ejemplo, el mercurio es líquido dentro del rango de temperaturas de -
38,9 C a 356,7 C ( la escala Celsius se discute más adelante). Como un
líquido, el mercurio se expande cuando se calienta, esta expansión es lineal
y puede ser calibrada con exactitud.

6.  La reseña histórica más interesante en el Desarrollo de
los Termómetros y sus escalas aquí expresada se basó en
"Temperatura" de T.J Quinn y "Heat" de James M.
Cork.Uno de los primeros intentos para hacer un
estándar de temperaturas ocurrió alrededor de AD 170,
cuando Galeno, en sus notas médicas, propone un
estándar de temperatura "neutral" completando
cantidades iguales para la ebullición del agua y el hielo.
Sobre cualquier lado de esta temperatura tenía cuatro
grados de calor y cuatro grados de frío respectivamente.
Los primeros equipos usados para medir la temperatura
fueron llamado Termoscopios.

8.  Termómetros de dilatación. Se los clasifica según el estado del
elemento termométrico, en termómetros de sólido, de líquido o
de gas. Todos ellos se basan en el hecho de que algunos
materiales, para una misma variación de temperatura, se dilatan
más que otros. Esta característica de los materiales se expresa
cuantitativamente a través del coeficiente de dilatación, el cual
depende además de la geometría de los cuerpos. Para objetos
como una varilla, en que predominan el largo sobre las otras dos
dimensiones, se habla de coeficiente de dilatación lineal (lo
anotamos con la letra l). Para las láminas, en que predomina el
largo y ancho sobre el espesor, se habla de coeficiente de
dilatación superficial, y para los objetos en que las tres
dimensiones (largo, ancho y espesor) son importantes, se habla
de coeficiente de dilatación cúbica.

9.  Termómetros sólidos. Están construidos sobre la
base de dos materiales que presentan un
coeficiente de dilatación muy distinto.
 Las figuras 3 y 4 ilustran dos variantes de este tipo
de termómetro. En el primer caso, la varilla posee
un gran coeficiente de dilatación respecto del
soporte, ya que al incrementarse la temperatura del
dispositivo y alargarse más la varilla que el
soporte, la aguja se mueve. En el segundo caso se
trata de dos varillas con distinto coeficiente de
dilatación, soldadas a lo largo. Al aumentar la
temperatura, la varilla con mayor coeficiente de
dilatación se estira más que la otra y el conjunto se
curva en un sentido y, al reducir la temperatura, en
el otro.
 Este tipo de dispositivo puede adaptarse para
controlar automáticamente la temperatura de
algunos artefactos. Se trata de los termostatos. Al
alcanzar cierta temperatura, actúan como un
interruptor eléctrico conectando o desconectando
un circuito eléctrico. Los hornos eléctricos,
refrigeradores y secadores de pelo poseen
termostatos.

10.  Termómetros de líquido. En la figura 5 se ilustra un
prototipo de termómetro de líquido. El elemento
termométrico suele ser mercurio o alcohol coloreado en
el interior de un delgado tubo de vidrio. Estos líquidos
poseen un coeficiente de dilatación mucho mayor que el
del vidrio. Es importante darse cuenta de que en la
construcción de este tipo de termómetro hay que cuidar
que dentro del tubo no quede aire. De lo contrario, al
expandirse el elemento termométrico y también el aire, el
tubo se rompería. En la parte inferior suelen poseer un
recipiente metálico, pues los metales son muy buenos
conductores del calor. Este tipo de termómetro se usa
habitualmente para medir la temperatura ambiente.
 El tradicional termómetro clínico es de este tipo, pero
tiene una diferencia importante. En un extremo del
recipiente metálico el vidrio posee una estrechez (figura
6) que impide que el mercurio se mueva libremente en
esa zona, haciendo que, cuando la temperatura disminuye,
el mercurio se separe en ese lugar, dejando registrada la
mayor temperatura medida. Por este motivo se denomina
“termómetro de máxima”. Esta es, por lo demás, la razón
por la cual el médico agita el termómetro antes de
colocárselo al paciente.

11.  Termómetro de gas. Este
termómetro (también
denominado termoscopio), al parecer
inventado por Galileo Galilei, emplea
aire (o cualquier gas) como elemento
termométrico. Como se ilustra en la
figura 7, es el más fácil de construir.
Bastan una botella, un tubo capilar,
un buen tapón de plastilina y una
gotita de agua. Al variar el volumen
del aire encerrado en la botella, la
gotita de agua se desplaza por el tubo
dando cuenta de sus distintas
temperaturas. Intenta construir este
termómetro planificando
cuidadosamente el trabajo. Gradúalo
en la escala Celsius y mide la
temperatura del ambiente.

12.  Antes del siglo 19, se creía que la sensación de cuan caliente o frío era un
objeto era determinado como cuanto "calor" contenía. El calor fue concebido
como un líquido que fluía de los objetos calientes a los fríos; este fluido sin
peso fue llamado "calórico", y hasta los escritos de Joseph Black (1728-
1799), no se distinguió entre calor y temperatura. Black distinguió entre la
cantidad (caloría) y la intensidad (temperatura) del calor.
Benjamin Thomson, Conde Rumford, publicó un artículo en 1798 titulado
"Una Investigación Concerniente al Origen del Calor el cual es provocado
por Fricción". Rumford informó la gran cantidad de calor generado cuando se
taladra un cañón. El dudó que una sustancia material fluyera dentro del cañón
y concluyó: " Me parece extremadamente dificultoso, sino imposible,
formarme alguna idea de que algo distinto al movimiento sea capaz de
excitarse y comunicarse en la misma forma que el calor calor se excitá y se
comunicó en estos experimentos&;".
Pero no fue hasta que J.P Joule publicó un artículo definitivo en 1847 que la
idea de calórico fue abandonada, Joule presentó que el calor es una forma de
energía. Como un resultado de los experimentos de Rumford, Joule y otros se
demostraró (tal como Helmholtz declaró explícitamente en 1847) que varias
formas de energías pueden ser transformadas en otras.
Cuando el calor es transformado en alguna otra forma de energía, o cuando
otra forma de energía es transformada en calor, la cantidad total de energía
(calor más otras formas) en el sistema es constante.

13. Williams Thomson: Lord Kelvin (1824- 1907) El físico y
matemático Lord Kelvin fue uno de los científicos más
sobresalientes del siglo XIX. Investigó la equivalencia entre calor y
trabajo y estableció la escala absoluta (escala Kelvin) de
temperatura, desarrollo la ley de la conservación de energía y
descubrió que el cero absoluto es - 27315 , invento el refrigerador
que lleva su nombre.

El primer medidor de energía: Fue construido por Galileo en 1592
(Termoscopio), Indicaba variaciones de temperatura por dilatación y
contracción de la masa.
Las moléculas en un cuerpo caliente, tienen mayor energía cinética
media que en un cuerpo frío.
 La energía térmica que posee un objeto, es proporcional al n de
partículas que lo componen.

14. En conclusión mis objetivos
sobre este informe se han
cumplido ya que amplíe mis
conocimientos sobre
la temperatura y aprendí cosas
tan básicas como que es
la temperatura y distintos tipos
de termómetros.