“ TEMPERATURA ”

Profesor:M.enC.GerardoOmarHernándezSegura

DepartamentodeFisicoquímicaLaboratoriodeTermodinámica

UniversidadNacionalAutónomadeMéxicoFacultaddeQuímica

Sistema 1

X1, y1,…

Sistema 2

X2, y2,…

SISTEMASTERMODINÁMICOSQUENOINTERACTÚAN

Sistema 1

X1, y1,…

Sistema 2

X2, y2,…

pared adiabáticapared diatérmica

SISTEMASTERMODINÁMICOSQUEINTERACTÚAN

T1

T1 ≠ T2

T2

Estado inicial:

T1 T2

Proceso

T1 T2

Estado final:

T1 = T2

Pared diatérmica

Equilibriotérmico

Sistema A Sistema B

Sistema C

Sistema A Sistema B

Sistema C

(a) (b)Define el concepto de temperatura como una propiedad

intensiva que permita saber si dos sistemas en contacto a través de una pared diatérmica se encuentran en equilibrio térmico

Ley Cero de la Termodinámica

LCE/2003

Escalas Termométricas

1592Galileo

Invención del termoscopio

Pr 1700sNewton

1a escala termométrica

1714Fahrenheit

1er termómetro líquido en

vidrio

1742Celsius

Escala 0-100

1848KelvinEscala

absoluta de temp.

18871a BIPM

Define escala temp. con 2

ptos.fijos 0-100 (1 atm)

1931Fowler

Ley Cero

1662---------------------------1845Termometría de gases

LCE/2003

Diferentes tipos de termómetros

Propiedad termométrica

Ejemplo Intervalo de medición (°C)*

longitud de la columna de líquido

mercurio en vidrio -39 a 300

resistencia eléctrica Termistor(term. digital)

-60 a 399

fuerza electromotriz termopar -196 a 1093

cambios ópticos pirómetro óptico 750 a 5000 (+)

El intervalo de medición reportado se refiere específicamente a los ejemplos citados

LCE/2003

La propiedad que posee un sistema que varía de forma proporcional con la temperatura, se le denomina propiedad termométrica

Escalas Absolutas

Fahr

enhe

it

Escalas Empíricas

Cel

sius

Ran

kine

Kel

vin

Punto normal de ebullición del agua

Punto normal de congelación del agua

Cero Absoluto

212100671.69373.15

273.15 491.69 0 32

0 0 -273.15 -460

LCE/2003

Fahr

enhe

it

Ran

kine

Kel

vin

671.69

273.15 491.690 32

212

Cel

sius

100373.15

100 100 180 180

Divisiones entre los puntos fijos

LCE/2003

tFtC

32°F

212°F

180

100°C

0°C

100

°F°C

º 0 º 32100 0 180 32t C t F

º º 32100 180t C t F

LCE/2003

9º º 325

t F t C

5º ( º 32)9

t C t F

( ) º 273.15T K t C

º ( ) 273.15t C T K

Fahr

enhe

it

Ran

kine

Kel

vin

Cel

sius

100 671.69

273.15 491.690 32

212373.15

ΔT (K) ΔtºC ΔtºF ΔT (R)

Diferencias de temperaturas

LCE/2003

º º100 0 212 32

t C t F

º º

100 180t C t F

f iT T T 0; f iT T T

0; f iT T T

0; f iT T T

Cubrir con maskingtape la escala de unode los termómetrospermitiendo que se veala columna de mercurio

• Llenar el vaso Dewar con hielo yun poco de agua

• Introducir en el hielo los dostermómetros y esperar a que sealcance el equilibrio térmico

• Registrar la temperatura quemarca el termómetro en °C ymarcar sobre el masking tape delotro termómetro, la altura quealcanza la columna de mercurio

• A esta temperatura se le considerael punto fijo inferior de la escalaestudiante (°E)

• Calentar agua hasta sutemperatura de ebullición.Mantener el agua hirviendo

• Introducir los dos termómetros enel vaso y esperar a que se alcanceel equilibrio térmico

• Registrar la temperatura en ambostermómetros (como se hizo en elpunto anterior)

• A esta temperatura se le considerael punto fijo superior de la escalaestudiante (°E)

• Preparar mezclas de aguafría-agua caliente en el frascoDewar

• Determinar la temperatura(equilibrio térmico) en los dostermómetros (°C y °E) para cadamezcla

• Vaciar estos datos en la tabla 2

X (punto fijo inferior)

Y (punto fijo inferior)

1

2

3

4

°C C

C C

°E t -XtYY-X

X =-X

-

Est

udia

nte

X Xc

Cel

sius

YcY

Y - X Yc - Xc

teb

tfus

1

2

3

4

teb

tfus

Z (cm)

0 cm

X (cm)

(º )00 (º ) (º )

(º ) fus

eb fus

t EtXZ t E t E

E

teb (ºE)

tfus (ºE)

t (ºE)

¿Cómosecambiadelaescalaencmalaestudiante?

t (ºE) z(cm)

X (cm)t (ºE)

ANALOGÍAS SOBRE CALOR

• La lluvia es agua en tránsito de las nubes a la tierra. Es agua, sí, pero agua que cae. Cuando está en las nubes no se le llama lluvia, cuando está en la tierra, tampoco. Sólo es lluvia cuando está cayendo.

Lo mismo ocurre con el calor: cuando está dentro de un sistema es energía interna, cuando está en el otro sistema también es energía interna, sólo le llamamos calor en el tránsito de un sistema a otro (Hierrezuelo y Moreno, 1988)

• El calor es como el viento: en el momento en que se encuentra en reposo, recibe el nombre de aire, pero en cuanto comienza a moverse, se le denomina viento.

De igual manera, la energía que se encuentra dentro de un cuerpo se denomina energía interna y en el momento en que se mueve de un cuerpo a otro, se conoce como calor.

Puntos fijos: tºC tºEteb H2Otfus H2O

TABLA 1: DATOS DE PUNTOS FIJOS

TABLA 2: DATOS EXPERIMENTALES DE MEZCLAS

Experimento: Z (cm) tºE exp. tºC exp. tºC ec. teórica tºC ec. Excelteb H2O

Mezcla 1Mezcla 2Mezcla 3Mezcla 4tfus H2O

Por su atención¡Gracias!

e-mail: omar.termo@hotmail.com

Profesor:M.enC.GerardoOmarHernándezSegura

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