TERMOMETRÍA

1. CONCEPTO: Es la parte de la física que se encarga de estudiar las mediciones de temperatura y sus relaciones.

2. TEMPERATURA: Es una magnitud escalar que nos indica el grado de agitación molecular que tiene un cuerpo.

IMPORTANTE:

La temperatura de fusión del agua es la temperatura a la cual el agua se congela.

La temperatura de ebullición del agua es la temperatura en la cual el agua hierve.

El cero absoluto es la temperatura en la cual no hay movimiento molecular.

3. TERMÓMETRO: Es aquel instrumento que sirve para medir la temperatura.

El hombre ha fabricado varios tipos de termómetros, como por ejemplo: termómetro metálico, termómetro de mercurio, termocupla, termómetro digital,, etc.

1. ESCALAS TERMOMÉTRICAS: Así como para medir una unidad de longitud se utiliza el metro, de igual manera se procede en las temperaturas y los más utilizados son: Las escalas Celsius, Kelvin, Fahrenheit y al escala Rankine.

Estas Se dividen en dos grandes grupos:

4.1 Escalas Relativas: Denominadas de este modo porque se inventaron tomando como referencia cierta temperatura. Se caracterizan porque toman valores negativos y positivos y sus ceros son distintos al cero absoluto. Son:

- Escala Celsius (°C)- Escala Fahrenheit (°R)

ESCALA CELSIUS (ºC): Llamada también centígrados. Hay cien divisiones entre la temperatura de fusión y ebullición del agua.

ESCALA FAHRENHEIT (ºF): En ésta escala se ha tomado 180 divisiones entre el punto de fusión y punto de ebullición del agua. Aquí el agua se congela 32ºF y hierve 212ºF (la Fahrenheit cada día se usa menos)

4.2Escalas Absolutas: Denominadas de este modo porque se crearon tomando en referencia al CERO ABSOLUTO. Se caracterizan porque solo toman valores positivos y sus ceros coinciden con el cero absoluto. Estas son:

- Escala Kelvin (K)

- Escala Rankine (R)

ESCALA KELVIN (K): La escala absoluta de Kelvin es una escala cuyo cero coincide con el cero absoluto* y cuyas unidades tienen el mismo valor que los grados Celsius.

Tiene 100 Divisiones entre el punto de fusión y ebullición del agua. Donde:1 división = 1 K

ESCALA RANKINE (R) La escala absoluta Ranking es una escala cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyas unidades tienen el mismo valor que los grados Fahrenheit.

Tiene 180 Divisiones entre el punto de fusión y ebullición del agua. Donde:

1 división = 1R

5. RELACIÓN ENTRE LAS ESCALAS TERMOMÉTRICAS:

6. FORMULAS PARA CONVERSIONES:

La siguiente relación sirve para convertir la temperatura de una determinada escala en otra escala.

C5

= F−329

=K−2735

=R−4929

Para hallar Variaciones de Temperatura: Debido a la relación de proporción que hay entre las escalas termométrica podemos deducir que un incremento en cierta escala tiene un incremento equivalente en otra escala y en los ejercicios que desarrollaremos las variaciones de temperatura vienen precedidas por los términos “AUMENTA EN” o “DISMINUYE EN”, “VARIACIÓN EN”, “INCREMENTO DE” o similar. En ese caso deberán aplicarse las siguientes relaciones:

ΔC5

= ΔF9

= ΔK5

= ΔR9

Donde: = Es una letra mayúscula del alfabeto griego que en física significa:

………………………………………………………………………………………………………

OBSERVACIONES: A continuación tenemos fórmulas adicionales deducidas de las anteriores.

PRÁCTICA EN CLASE 2

2. Las moléculas de todas las sustancias:

a) Siempre están en reposob) Siempre están en movimiento.c) Están quietas si la sustancia es sólidad) Se mueven si la sustancia es liquida o gaseosa

C = K

F = R

K = C + 273

R = F + 460

3. Cual es el estado de la materia que no conserva su volumen, ni su forma?

a) Sólidob)Liquido

c) Gasd) Liquido y gase) Sólido y gas

4. En la figura se aprecia dos termómetros de mercurio pero de diferente escala dentro de la misma sustancia. Cuantos grados Fahrenheit marcará el otro termómetro.

5. A cuantos grados Fahrenheit corresponde una lectura de -40°C.

6. Que lectura corresponde en la escala Celsius una temperatura de 68°F.

7. 10°C a cuantos K equivale.

8. Transformar –30°C a la escala Rankine.

PRÁCTICA DOMICILIARIA 2

9. Los siguientes valores convertirlos a grados Fahrenheit:

a. 50°Cb. -25°Cc. -50°C

10.Convertir los siguientes valores a grados Celsius:

a. 50°Fb. -355°Fc. 203°F

11. los grados centígrados mostrados convertirlos a grados kelvin:

a. 100°Cb. -80°Cc. 71°C

SEMANA 3

PRACTICA EN CLASE 3

12.Convertir 528R a grados Celsius.

13.A cuantos grados Kelvin corresponde una lectura de -59°F.

14.A cuantos grados Fahrenheit corresponde una lectura de 423K.

15.Que lectura corresponde en la escala Rankine una temperatura de 133K.

16.A cuantos grados Kelvin corresponde una lectura de 483R.

17.A cuantos grados Fahrenheit equivale una lectura de 33R.

18.Transformar –85°F a la escala Rankine.

19.¿Cuánto marcara el termómetro de la derecha?

PRACTICA DOMICILIARIA 3

20.Convertir:a. 100Kb. 400Kc. 42K …………a grados

Celsius.

21.Convertir los siguientes grados a Rankine:

a. 55°Cb. -150°Cc. –120ºC

22. los grados Rankine mostrados convertirlos a Kelvin:

a. 6Rb. 600Rc. 672R

23.Convertir:a. 103Kb. 73Kc. 43K …….. a Rankine.

24.Convertir lo siguiente grados a Rankine:

a. 10°Fb. -150°Fc. –120F

25.Transformar a grados Fahrenheit:

a. 27Rb. 100Rc. 55R

SEMANA 4

AUTOEVALUACIÓN 1

26.¿A cuantos grados fahrenheit corresponde el cero absoluto?

27.¿En cuantos grados Rankine hierve el agua?

28.50ºC trasformarlos a grados Fahrenheit

29.Convertir –150ºC a grados Rankine.

30.Convertir 6R a Kelvin.

31.Transformar 100R a grados Fahrenheit

SEMANA 5

PRÁCTICA EN CLASE 4

32.En la figura mostrada ¿Cuál debe ser la temperatura del agua de modo que los termómetros marquen el mismo valor?

33.¿A qué temperatura las escalas Fahrenheit y Celsius dan la misma lectura?

34.Se coloca en un balde agua y dos termómetros de escalas Kelvin y Rankine. ¿A qué temperatura debe estar el agua para que ambos termómetros marquen el mismo valor?

35.Determinar a que temperatura en la escala Celsius, se cumplirá la siguiente relación:

2 °C+K=−3

36.A que temperatura en la escala Rankine, se cumple:

R=9K

37.Determinar a qué temperatura en la escala Rankine, se cumple que:

K =°F+°C

PRÁCTICA DOMICILIARIA 4

38.A qué temperatura la escala Fahrenheit y la escala Kelvin marcan lo mismo.

39.Determinar a que temperatura en la escala Celsius, se cumple la siguiente relación:

80 ° C=−110−2K

40.A que temperatura en grados Fahrenheit se cumple la siguiente relación:

C+4=0

41.A que temperatura en la escala Kelvin se satisface la siguiente relación:

C+F=60SEMANA 6

PRÁCTICA EN CLASE 5

42.¿A qué temperatura ambiente, lo que marca el termómetro Fahrenheit es un número mayor en 50 que lo que marca un termómetro centígrado ?

43.A que temperatura se cumple que la lectura centígrada es menor en 20 unidades a una lectura Fahrenheit.

44.Para que temperatura será la lectura de un termómetro centígrado igual a la tercera parte de la lectura de un termómetro Kelvin

PRÁCTICA DOMICILIARIA 5

45.¿Para qué temperatura centígrada será la lectura de un termómetro Fahrenheit numéricamente igual al doble de la lectura de un termómetro centígrado, si ambos termómetros se encuentran en el mismo ambiente?

46.Para que temperatura en grados Celsius será la lectura de un termómetro con una escala Kelvin numéricamente igual a tres veces la lectura marcada por el termómetro centígrado si ambos están en el mismo ambiente.

47. Transformar a grados centígrados:

a. 6Rb. 600Rc. 228R

48.Los siguientes valores convertirlos a Kelvin:

a. 50°Fb. -13°Fc. 5°F

49.Convertir los siguientes valores a grados Fahrenheit :

a. 513Kb. 283Kc. 773K

SEMANA 7

PRÁCTICA EN CLASE 6

50.Al agregar agua caliente al vaso, es lógico que la temperatura de ambos termómetros ................ Si en el termómetro con escala centígrada se nota un aumento de 40°C. ¿Cuál será el aumento de temperatura en el termómetro de escala Fahrenheit?

51.Al vaso de la izquierda se le agrega cubos de hielo. Si la variación de temperatura en el termómetro de la derecha es ΔK=50 . Hallar la variación de temperatura en el otro termómetro.

52.A cuantos grados Celsius equivale un incremento de 36ºF

53.A cuantos grados Fahrenheit equivale una variación de 108R.

54.A cuantos grados Rankine equivale un incremento de 200K.

55.A cuantos grados Kelvin equivale un incremento de 18ºF.

PRÁCTICA DOMICILIARIA 6

56.El termómetro con escala Fahrenheit varió su lectura en 45°F. Hallar la variación de temperatura en el termómetro de escala Celsius.

57.En la figura mostrada ambos termómetros descienden en temperatura. Si el termómetro con escala Kelvin disminuyó en 25 grados. Cuantos grados disminuyó el termómetro con escala Fahrenheit

58.A cuantos grados centígrados equivale un incremento de:

a. 80Kb. 81R

59.A cuantos grados Fahrenheit equivale una variación de:

a. 5Kb. 36R

60.A cuantos grados Rankine equivale un aumento de:

a. 81Fb. 60K

61.A cuantos grados Kelvin equivale un aumento de:

a. 27°Cb. 81°F

SEMANA 8AUTOEVALUACIÓN 2

62.Transformar 25487ºC a Kelvin.

63.Convertir 283 K a grados Fahrenheit.

64.Transformar 203 K a Rankine.

65. -200 ºC a la escala Kelvin.

66.A que temperatura en grados Fahrenheit se cumple la siguiente relación:

C+10=3067.A qué temperatura en grados Kelvin,

lo que marca el termómetro Kelvin es igual a lo que marca un termómetro Fahrenheit disminuido en 100.

68.Para que temperatura en grados Celsius será la lectura de un termómetro con una escala Fahrenheit igual a cinco veces la lectura de un termómetro Celsius si ambos están en el mismo ambiente.

69.Cual de las siguientes alternativas es incorrecta:

A) En el cero absoluto no hay agitación molecular.

B) Se puede congelar agua a – 470 ºF.C) El agua hierve en la escala Kelvin a

373 K.D) Se puede congelar agua a – 160 ºC.E) El agua se congela a partir de 273 K.

70.De las siguientes afirmaciones:

I. Las escalas relativas son Kelvin y Rankine.

II. La temperatura es una magnitud escalar.

III. Las escalas Celsius y Fahrenheit coinciden en un único valor que es: - 40.

Indique cuales son ciertas:

A) I y IIB) II y IIIC) Sólo IIID) Sólo IIE) I y III

71.¿A que temperatura ambiente, lo que marca el termómetro Fahrenheit es un numero mayor en 50 de lo que marca un termómetro Centígrado?