“La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para estefin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedadde la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.
Existen varias escalas termométricas para medir temperaturas, relativas y absolutas.
A partir de la sensación fisiológica, es posible hacerse una idea aproximada de la temperatura a la que se encuentra un objeto. Pero esa apreciación directa está limitada por diferentes factores; así el intervalo de temperaturas a lo largo del cual esto es posible es pequeño; además, para una mismatemperatura la sensación correspondiente puede variar según se haya estado previamente en contacto con otros cuerpos más calientes o más fríosy, por si fuera poco, no es posible expresar con precisión en forma de cantidad los resultados de este tipo de apreciaciones subjetivas. Por ello para medir temperaturas se recurre a los termómetros.
Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir una propiedadtermométrica que reúna las siguientes condiciones:
La expresión matemática de la relación entre la propiedad y la temperatura debe ser conocida. El rango de temperatura accesible debe ser suficientemente grande.
Una vez que la propiedad termométrica ha sido elegida, la elaboración de una escala termométrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones; por una parte, la determinación de los puntos fijos otemperaturas de referencia que permanecen constantes en la naturaleza y, por otra, la división del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos en unidades o grados.
Lo que se necesita para construir un termómetro, son puntos fijos, es decirprocesos en los cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos de este tipo son el proceso de ebullición y el proceso de fusión.” (ANDRES, s.f.)
Termométrica en los Sistemas biológicos
“Durante toda su vida, los seres humanos mantienen la temperatura corporal dentro de unos límites de variación muy estrechos y protegidos a toda costa.Los límites máximos de tolerancia para las células vivas corresponden aunos 0ºC (formación de cristales de hielo) y unos 45ºC (coagulación térmica de proteínas intracelulares); sin embargo, los seres humanos pueden soportar temperaturas internas inferiores a 35ºC o superiores a 41ºC, aunque sólo durante períodos muy cortos de tiempo. Para mantener la temperatura interna dentro de esos límites, el ser humano ha desarrollado unas respuestas fisiológicas muy eficaces, y en algunos casos especializados, al estrés térmico agudo. La finalidad de esas respuestas es facilitar la conservación, producción o eliminación del calor corporal, requieren la coordinación firmemente controlada de varios sistemas corporales.” (ANDRES, s.f.)
“El sistema de control del organismo es similar al control termostático de unavivienda con funciones tanto de calefacción como de refrigeración. Cuando la temperatura corporal sobrepasa una cierta temperatura teórica “de referencia”, se activan las respuestas de los efectoras asociadas a la termólisis (sudoración, aumento del flujo sanguíneo periférico). Cuando la temperatura corporal desciende por debajo del valor
de referencia, se inician las respuestas de termogénesis (reducción del flujo sanguíneo periférico, escalofríos). Pero, al contrario que los sistemas de calefacción y refrigeración de las viviendas, el sistema de regulación térmica del ser humano no funciona como un sencillo sistema de encendido y apagado, sino que tiene también funciones de control gradual y control de la velocidad del cambio. Debe tenerse en cuenta que la “temperatura de referencia” existe sólo en teoría, pero es útil para comprender estos conceptos. No obstante, todavía queda mucho trabajo para comprender plenamente los mecanismos asociados a la temperatura termorreguladora de referencia.” (ANDRES, s.f.)
CALORIMETRÍA
“La Calorimetría es la parte de la física que se encarga de medir la cantidad de calor generada en ciertos procesos físicos o químicos.
También hay una varilla como agitador para mezclar bien antes de comenzar a medir. Básicamente hay dos tipos de calorímetros. Los que trabajan a volumen constante y los de presión constante.
La cantidad de calor que recibe o transmite un cuerpo está determinada por la siguiente fórmula:
Q = m x Ce x (Tf – Ti)
Donde Q es el calor, m es la masa del cuerpo, Ce es el calor específico del cuerpo, que está determinada por el material que lo compone. Y la variación de temperatura se representa por la diferencia entre Tf y Ti (temperatura final e inicial).
Cuando un cuerpo transmite el calor hay otro que lo recibe. Este es el principio del calorímetro.Ya que el termómetro determinara la temperatura final o también llamada de equilibrio. El calor específico del agua es de 1cal /grs °C. Cuando el agua hierve o se congela este valor cambia a otros. Pero por ahora daremos ejemplos mientras este como agua líquida. Las unidades puedenvariar.
A veces podemos ver otras unidades como J/grs°C donde J es el joule en lugar de caloría. Ambas son unidades en las que se mide el calor. (ANDRES, s.f.)”
ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR
LA ENERGÍA
“Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.”(JULIAN PEREZ PORTO, 2012)
TRABAJO
“Refiere a una actividad propia del ser humano. También otros seres actúan dirigiendo sus energías coordinadamente y con una finalidad determinada. Sin embargo, el trabajo propiamente dicho, entendido como proceso entre la naturaleza y el hombre, es exclusivamente humano. En este proceso el hombre se enfrenta como un poder natural, en palabras de Karl Marx, con la materia de la naturaleza.” (WIKIPEDIA, 2018)
EL CALOR
“Es el proceso de transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde elcuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el procesomediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura. (JULIAN PEREZ PORTO Y. A., 2012)
TEMPERATURA Y ESCALAS
TERMOMÉTRICAS
“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 quesea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.” (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA CELSIUS O CENTÍGRADA
El científico sueco Andes Celsius (1701-1744) construyó por primera vez la escala que lleva su nombre. Eligió como puntos fijos el de fusión del hielo y el de ebullición del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a lapresión atmosférica. Asignó al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fijó el valordel grado Celsius (°C) como la centésima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos.
Para esta escala, estos valores se escriben como 100 °C y 0 °C y se leen 100 grados Celsius y 0 grados Celsius, respectivamente. (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA FAHRENHEIT
Grado Fahrenheit.
“En los países anglosajones se pueden encontrar aún termómetros graduados en grado Fahrenheit (°F), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. En la escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullición y fusión de una disolución de cloruro amónico en agua. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuación:
t(°F) = (9/5) * t(°C) + 32 o t(°C) = (5/9) * [t(°F) - 32]
Donde t (°F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(°C) la expresada en grados Celsius. (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA KELVIN O ABSOLUTA
“Se comparan las escalas Celsius y Kelvin mostrando los puntos de referencia anteriores a 1954 y los posteriores para mostrar cómo ambas convenciones coinciden. De color negro aparece el punto triple del agua (0,01
°C, 273,16 K) y el cero absoluto (- 273,15 °C, 0 K). De color gris los puntos de congelamiento (0,00 °C,
273,15 K) y ebullición delagua (100 °C, 373,15 K).
Si bien en la vida diaria las escalas Celsius y Fahrenheit son las más importantes, en ámbito científico se usa otra, llamada "absoluta" o Kelvin, en honor a sir Lord Kelvin.
En la escala absoluta, al 0 °C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 °C se corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un termómetro centígrado señalará como -273,15 °C. Dicha temperatura se denomina "cero absoluto".
La escala de temperaturas adoptada por el Sistema Internacional de Unidades es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el tamaño de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la escala se fija en el - 273,15 °C. El cero absoluto constituye un límite inferior natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero (negativas). La relación con la escala Celsius viene dada por la ecuación:
T (K) = t(°C) + 273,15 o t(°C) = T(K) - 273,15T (K) = (5/9) * [t(°F) + 459,67]
o t(°F) = (9/5) * T(K) - 459,67.Siendo T(K)
la temperatura expresada en kelvin.” (GABRIELA GARCIA, 2015.)
MECANISMOS DE PROPAGACIÓN DEL CALOR
CONDUCCIÓN:
“La conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferior por contacto directo. El coeficiente de conducción de un material mide la capacidad del mismo para conducir el calor a través de la masa del mismo. Los materiales aislantes tienen un coeficiente de conducción pequeño por lo que su capacidad para conducir elcalor es reducida, de ahí su utilidad.
CONVECCIÓN:
La transmisión de calor por convección es un intercambio de calor entre el aire y una masa material que se encuentran a diferentes temperaturas. El transporte del calor se produce por movimientos naturales debidos a la diferencia de temperaturas, el aire caliente tiende a subir y elaire frío baja, o bien mediante mecanismos de convección forzada.
RADIACIÓN:
La radiación es un mecanismo de transmisión de calor en el que elintercambio se produce mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas, por lo que no existe la necesidad de que exista un medio material para el transporte de la energía. El sol aporta energía exclusivamente por radiación.
ENTALPIA Y ENTROPÍA
ENTROPÍA
En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.
ENTALPÍA
Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
En la historia de la termodinámica se han utilizado distintos términos para denotar lo que hoy conocemos como entalpía. Originalmente se pensó que esta palabra fue creada por Émile Clapeyron y Rudolf Clausius. En palabras más concretas, es una función de estado de latermodinámica donde la variación permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformación isobárica, es decir, a presión constante en un sistema termodinámico, teniendo en cuenta que todo objeto conocido se puede entender como un sistema termodinámico. Se trata de una transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecánico). En este sentido la entalpía esnuméricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestión.
BIBLIOGRAFIA:
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AMORES, L. A. (25 de 09 de 2015). UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL. Obtenido de BIOFISICA: http://basesdebiofisica.blogspot.com/2015/09/leyes-de-la-velocidad-y-presion-volumen.html
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