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1. TEMPERATURA, HUMEDAD RELATIVA Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Enric Valor i Micó
Departament de Física de la Terra i Termodinàmica
Universitat de València
CLIMATOLOGÍA
Parámetros Climáticos

2. Climatología / Parámetros climáticos Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Concepto de temperatura
* El concepto de TEMPERATURA se basa en la idea de EQUILIBRIO TÉRMICO y en el
PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA (termómetros de CONTACTO)
Si dos sistemas están separadamente en equilibrio térmico con un tercero,
entonces deben estar también en equilibrio térmico entre sí
B C
equilibrio
A Bequilibrio
A C
equilibrio
* Este Principio permite construir los TERMÓMETROS y definir la TEMPERATURA como aquella
magnitud termodinámica que toma el mismo valor en todos los sistemas que se encuentran en
equilibrio térmico mutuo

3. Climatología
CELSIUS (ºC) FAHRENHEIT (ºF)
0
100
32
212
Ebullición
agua
Fusión
hielo
bXat +=
gg
vv
tAsignamosXMedimoshielodePunto
tAsignamosXMedimosvapordePunto
→→
→→
gv
vggv
gv
gv
XX
tXtX
X
XX
tt
t
−
−
+
−
−
=
Concepto de termómetro y escala de temperaturas
* Un TERMÓMETRO es un instrumento diseñado para medir la temperatura. Esto se hace
indirectamente, midiendo alguna propiedad física que cambie con la temperatura: PROPIEDAD
TERMOMÉTRICA (TEMPERATURA EMPÍRICA)
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

4. Climatología
Consideraciones prácticas
* Un TERMÓMETRO debe diseñarse teniendo en cuenta las siguientes condiciones:
1) Existencia de una relación biunívoca propiedad-temperatura
(FUNCIÓN TERMOMÉTRICA)
2) Sensibilidad a variaciones de T
3) Diferentes termómetros basados en la misma propiedad deben proporcionar
valores idénticos
4) Útiles en intervalos de T amplios
5) Presentar poca inercia
6) No perturbar el sistema
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

5. Climatología
Mercurio: entre -39ºC y 350ºC
Alcohol etílico: entre -117ºC y 78ºC
Pentano: -130ºC y 36ºC
TERMÓMETROS DE DILATACIÓN DE LÍQUIDO EN VIDRIOTermómetros de dilatación
)t1(VV 0 β+=
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

6. Climatología
Termómetro Invar-Latón
Termómetros de dilatación TERMÓMETROS DE CINTA BIMETÁLICA
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

7. Climatología
Cºent),tbtA(1RR 2
0 ++=
KenT,
T
B
expAR 





=
Termómetros de resistencia
TERMÓMETROS METÁLICOS: Pt, Ni, Cu
TERMISTORES (“Thermally sensitive resistor”)
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

8. Climatología
* Efecto Seebeck:
- Pt + aleación Pt/Rh
- Cu + Constantán (aleación 57% Cu y 43% Ni)
- Cromel (aleación 90% Ni y 10% Cr) + Alumel (aleación (94% Ni, 3% Mn, 2% altiminio, 1%
Si)
- Fe + Constantán
TERMOPARESTermómetros termoeléctricos
2
TcTba ∆+∆+=ε
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

9. Climatología
EMISIVIDAD:
* LEY DE PLANCK (radiación de CUERPO NEGRO):
menK,enTμm),sr(W/m
1
λT
C
expλ
C
(T)L 2
25
1º
λ µλ






−





=
Ley de Planck
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30
λ (µ m)
Lλ
0
(T)(W/m2
srµm)
500 K
400 K
300 K
(T)L
(T)L
ε º
λ
λ
=
Pirómetros de radiación
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

10. Climatología
Pirómetros de radiación
* Elementos básicos de un pirómetro:
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

11. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Diagrama de fases agua Ecuación de Clausius-Clapeyron
T
5388
548,21eln s −=
(VAPORIZACIÓN)
es= presión de vapor de saturación (mbar)
T = temperatura del aire (K)
se
e
100HR =
HR=humedad relativa
La humedad relativa se mide con HIGRÓMETROS
Climatología / Parámetros climáticos

12. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
* HIGRÓMETROS DE ADSORCIÓN: Se basan en la deformación que
experimentan algunas sustancias higroscópicas cuando se
humedecen:
 Papel higrométrico: usa una espiral de papel barnizado por
una sola cara. Ésta mantiene sus dimensiones, mientras que la
otra cambia con la humedad produciéndose la curvatura del papel.
 Higrómetro de cabello: usa el cambio de longitud de una fibra
natural con la humedad como puede ser el cabello humano (debe
ser rubio, fino, y totalmente libre de grasa). Suele usarse en las
garitas meteorológicas.
* HIGRÓMETRO QUÍMICO: se basa en la afinidad entre el agua y
determinadas sustancias, como el ácido sulfúrico. Se hace pasar un
volumen de aire a través del absorbente y se mide su incremento de
peso.
* HIGRÓMETRO COLORIMÉTRICO: se basa en el cambio de color
que con la humedad experimenta un papel impregnado de tiocianato
de cobalto.
Climatología / Parámetros climáticos

13. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
* HIGRÓMETRO DE CONDENSACIÓN: se basa en la saturación de un volumen de aire
con una cierta cantidad de vapor de agua cuando éste se enfría. Un enfriamiento más allá
de la saturación provoca la condensación del agua sobrante. Midiendo la temperatura a la
cual se produce la saturación (temperatura de rocío) se puede calcular el contenido de
agua en el aire a través de la ecuación de Clausius-Clapeyron.
* PSICRÓMETRO: Está formado por dos termómetros gemelos, llamados termómetro seco
y húmedo. El segundo tiene el bulbo recubierto de una muselina de algodón impregnada en
agua, que está permanentemente húmeda. Cuando se hace circular una corriente de aire
por los termómetros éste absorbe agua de la muselina hasta saturarse, produciendo un
enfriamiento del termómetro húmedo a causa de la evaporación. Esto hace que el
termómetro húmedo tenga una temperatura inferior al seco, siendo mayor la diferencia
cuanto más seco es el aire. La humedad se determina a partir de la diferencia de
temperaturas con tablas o gráficas.
Climatología / Parámetros climáticos

14. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
PSICRÓMETRO ASPIROPSICRÓMETRO
Climatología / Parámetros climáticos

15. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
* PRESIÓN HIDROSTÁTICA: es la presión causada por el peso de una columna de altura h de un
fluido de densidad ρ en un lugar donde la aceleración de la gravedad vale g
dz)p(z +
p(z) dp
dz
A
z
Climatología / Parámetros climáticos

16. Climatología
BARÓMETRO
vacío
Presión absoluta = ρ g h
BARÓMETRO DE TORRICELLI
PRESIÓN
ATMÓSFERA
VACÍO
COLUMNA DE
MERCURIO
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

17. Climatología
Barómetros de mercurio
* BARÓMETRO DE CUBETA SIMPLE: se
basan en el barómetro de Torricelli;
consideran que el nivel del mercurio es
constante, para ello la cubeta se hace de un
diámetro mayor que el del tubo de mercurio
* BARÓMETRO DE CUBETA FIJA: tiene
una escala móvil para ajustar el cero de la
escala al nivel de la cubeta de mercurio
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

18. Climatología
* BARÓMETRO FORTíN: dispone de
una cubeta con fondo de cuero con el
que se ajusta el nivel al cero de una
escala fija mediante un tornillo
Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Barómetros de mercurio
Climatología / Parámetros climáticos

19. Climatología
* BARÓMETRO DE SIFÓN: consiste en un
tubo en forma de U, con una rama larga y
cerrada que hace las veces de tubo de
Torricelli, y otra corta y abierta. La
diferencia de niveles define la altura de la
columna barométrica.
Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Barómetros de mercurio
Climatología / Parámetros climáticos

20. Climatología
Otros dispositivos
* TUBO BOURDON: tiene un tubo de sección
cilíndrica que forma un anillo cerrado por un
extremo. Cuando aumenta la presión en el
interior del tubo, éste tiende a enderezarse y el
movimiento se transmite a una aguja
indicadora.
Temperatura, humedad relativa y presión atmosféricaClimatología / Parámetros climáticos

21. Climatología
* BARÓMETRO ANEROIDE: está formado por una
cápsula metálica flexible herméticamente cerrada, en
cuyo interior se ha hecho el vacío (cápsula de Vidi). Si
la presión atmosférica aumenta, la cara de la cápsula
cede y comprime un resorte; en caso contrario la caja
se expande. Estos movimientos se amplifican
mediante un sistema de engranajes.
Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Otros dispositivos
Climatología / Parámetros climáticos

22. Climatología
* BARÓGRAFO: consiste en un grupo de
varias cápsulas aneroides apiladas cuya
deformación producida por la presión
atmosférica se traslada a una pluma gráfica
registradora.
Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
Otros dispositivos
Climatología / Parámetros climáticos

23. Climatología Temperatura, humedad relativa y presión atmosférica
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Climatología / Parámetros climáticos