PRACTICA N° 01 COMPRATIVO DE TEMPERATURAS ENTRE LAS LOCALIDADES DE JULIACA Y YUNGUYO
INTRODUCCION: Cualitativamente, la temperatura está asociada a la sensación de frío y calor. Sin embargo, para poder definir operacionalmente este concepto es necesario disponer de alguna propiedad termométrica, es decir, una propiedad que varíe con la temperatura, para poder usar dicha propiedad para definir una escala de temperatura. Luego, podemos definir la temperatura como aquella propiedad que miden los termómetros. El volumen de un líquido, la resistencia eléctrica de un conductor, la tensión eléctrica generada por un par termoeléctrico (termocupla), el voltaje de un diodo, etc., son ejemplos de propiedades termométricas. En la actualidad existen numerosos tipos de termómetros o sensores de temperatura que pueden ser usados para diferentes aplicaciones. OBJETIVOS: Dar a conocer la variación variación de temperaturas máximas, mínimas y medias entre las localidades de juliaca y yunguyo. Dar a conocer la variación de las temperaturas medias de las localidades. por medio de la ecuación de regresión lineal. Realizar la interpretación de la gráfica estadística obtenida del comparativo. MARCO TEORICO: Dentro de las condiciones de trabajo, la temperatura es un factor determinante en el rendimiento de un trabajador. Temperaturas muy altas o demasiado bajas repercuten en el operador de manera perjudicial, no solo para su labor sino también en su salud. Para estudios de temperatura el ser humano se modela como un cilindro con cubierta, que corr esponde a la piel, los tejidos superficiales y las extremidades, con un núcleo correspondiente a los tejidos más profundos del tronco y la cabeza. Las temperaturas del núcleo presentan un intervalo pequeño alrededor de un valor normal de 37 ºC y para intervalos entre 37.8 ºC y 38.9 ºC el desempeño cae de forma abrupta. Para temperaturas superiores a 40.6 ºC el mecanismo de sudor puede fallar y causar una elevación rápida del núcleo y con el tiempo la muerte. Las capas exteriores del cuerpo pueden variar en un rango mayor sin que se presenten tantos desequilibrios en el organismo. El exterior actúa como un amortiguador para proteger las temperaturas del núcleo. El intercambio de calor entre el cuerpo y su entorno se puede representar por la siguiente ecuación de balance de calor:
Donde:
M = Es el aumento de calor por metabolismo. C = Aumento de calor (o pérdida) por conducción. R = Aumento de calor (o pérdida) por radiación. E = Pérdida de calor a través de la evaporación del sudor. S = Almacenamiento de calor (o pérdida) del cuerpo. Para la neutralidad térmica, S debe ser cero. Si la suma de varios intercambios de calor a través del cuerpo da como resultado una ganancia de calor, esto representa un aumento de temperatura en el núcleo, que puede generar un problema potencial por calor. TEMPERATURA: Propiedad de los sistemas que determina si están en equilibrio térmico. El concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frio relativos y de la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición. En el caso de dos cuerpos con temperaturas diferentes, el calor fluye del más caliente al más frío, hasta que sus temperaturas sean idénticas y se alcance el equilibrio térmico. Sin embargo, para definirla cuantitativamente, hemos de hacerlo mediante métodos independientes de nuestras percepciones sensoriales de calor o frío y que impliquen cantidades objetivamente mensurables. En los siguientes párrafos se explicará cómo puede hacerse esto. Antes de tratar el concepto de temperatura de una forma cuantitativa y precisa, observamos que existen numerosos sistemas simples en los cuales una propiedad mensurable del sistema varía cuando éste se enfría o calienta. Un ejemplo sencillo es el de un líquido, como el mercurio o el alcohol, contenido en un bulbo unido a un tubo muy delgado, como el ilustrado en la Figura 1. La cantidad significativa que caracteriza el estado de este sistema es la longitud L de la columna líquida, medida a partir de un punto fijado arbitrariamente. A medida que el sistema se calienta, el líquido asciende por el tubo y L aumenta. Otro sistema sencillo es el de una cantidad de gas encerrada en un recipiente de volumen constante, ilustrado en la misma Figura. La presión p, medida por un manómetro, aumenta o disminuye a medida que el gas se calienta o enfría. Un tercer ejemplo es la resistencia eléctrica R de un alambre que también varía con el calor o el frío. En cada uno de estos ejemplos, a la cantidad que describe el estado de variación del sistema, como la longitud L, la presión p o la resistencia R, se la denomina coordenada de estado del sistema. Consideremos el conjunto tubo-líquido como el sistema A y al gas encerrado en el recipiente como el sistema B. Entonces la coordenada de estado del sistema A es L y la del B es p. Al poner en contacto los sistemas A y B, por lo general sus coordenadas de estado cambian. Cualitativamente, decimos que inicialmente uno está más caliente que el otro y que cada sistema cambia el estado del otro. Pero si ambos sistemas se separan con un material aislante, como madera, espuma de plástico o fibra de vidrio, su interacción es mucho más lenta. Generalizando esta observación, postulamos la existencia de una pared aislante ideal, que denominamos pared adiabática.
Las coordenadas de estado de dos sistemas situados en los lados opuestos de una pared adiabática no interactúan en absoluto, por lo que pueden variar independientemente.
Tal pared es un modelo ideal que puede conseguirse aproximadamente en el mundo real. En la Figura 2 se representa una pared adiabática por una región gruesa sombreada.
Lo opuesto a una pared adiabática es una división que permite a dos sistemas situados en lados opuestos influenciarse mutuamente; esta pared se denomina pared diatérmana. Puede utilizarse como pared diatérmana una lámina de material conductor del calor, como cobre o aluminio. En la Figura 2 se representa como una región delgada sombreada. Cuando los sistemas A y B se ponen por primera vez en contacto real o se separan por una pared diatérmana, sus coordenadas de estado pueden variar o no. Finalmente, puede alcanzarse un estado en el que ya no se produce ningún cambio ulterior de las coordenadas de A y B. El estado común a ambos sistemas, que existe cuando han cesado todos los cambios en las coordenadas se denomina equilibrio térmico. Supongamos ahora dos sistemas A y B separados por una pared adiabática, pero ambos en contacto con un tercer sistema C, mediante paredes diatérmanas. CALOR Y TEMPERATURA: El calor equivale a la energía calorífica que contienen los cuerpos la temperatura es la medida del contenido de calor de un cuerpo. Mediante el contacto de la epidermis con un objeto se perciben sensaciones de frío o de calor, siendo está muy caliente. Los conceptos de calor y frío son totalmente relativos y sólo se pueden establecer con la relación a un cuerpo de referencia como, por ejemplo, la mano del hombre. Lo que se percibe con más precisión es la temperatura del objeto o, más exactamente todavía, la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la mano que la toca. Ahora bien, aunque la sensación experimentada sea tanto más intensa cuanto más elevada sea la temperatura, se trata sólo una apreciación muy poco exacta que no puede considerarse como medida de temperatura. Para efectuar esta ultima se utilizan otras propiedades del calor, como la dilatación, cuyos efectos son susceptibles. La dilatación es, por consiguiente, una primera propiedad térmica de los cuerpos, que permite llegar a la noción de la temperatura. La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calor que se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse o al enfriarse, respectivamente. La cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo para que su temperatura aumente en un numero de unidades determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa de dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denomina calor especifico de la sustancia de que está constituido. Cuando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos, el calor se propaga a los que son próximos y la diferencia de temperatura entre el punto calentado directamente y otro situado a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor es dicho cuerpo. Si la conductabilidad térmica de un cuerpo es pequeña, la transmisión del calor se manifiesta por un descenso rápido de la temperatura entre el punto calentado y otro próximo. Así sucede con el vidrio, la porcelana, el caucho, etc. En el caso contrario, por ejemplo con metales como el cobre y la plata, la conductabilidad térmica es muy grande y la disminución de temperatura entre un punto calentado y el otro próximo es muy reducida. Se desprende de lo anterior que el estudio del calor sólo puede hacerse después de haber definido de una manera exacta los dos términos relativos al propio calor, es decir, la temperatura, que se expresa en grados, y la cantidad de calor, que se expresa en calorías.
RADIACION Y TEMPERATURA: La superficie terrestre recibe energía proveniente del Sol, en forma de radiación solar emitida en onda corta. A su vez, la Tierra, con su propia atmósfera, refleja alrededor del 55% de la radiación incidente y absorbe el 45% restante, convirtiéndose, ese porcentaje en calor. Por otra parte, la tierra irradia energía, en onda larga, conocida como radiación terrestre. Por lo tanto, el calor ganado de la radiación incidente debe ser igual al calor perdido m ediante la radiación terrestre; de otra forma la tierra se iría tornando, progresivamente, más caliente o más fría. Sin embargo, este balance se establece en promedio; pero regional o localmente se producen situaciones de desbalance cuyas consecuencias son las variaciones de temperatura. VARIACIONES DE TEMPERATURA: La cantidad de energía solar recibida, en cualquier región del planeta, varía con la hora del día, con la estación del año y con la latitud. Estas diferencias de radiación originan las variaciones de temperatura. Por otro lado, la temperatura puede variar debido a la distribución de distintos tipos de superficies y en función de la altura. Ejercen influencia sobre la temperatura: La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. VARIACIÓN DIURNA: Se define como el cambio en la temperatura, entre el día y la noche, producido por la rotación de la tierra. VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA CON LA LATITUD: En este caso se produce una distribución natural de la temperatura sobre la esfera terrestre, debido a que el ángulo de incidencia de los rayos solares varía con la latitud geográfica. VARIACIÓN ESTACIONAL: Esta característica de la temperatura se debe al hecho que la Tierra circunda al Sol, en su órbita, una vez al año, dando lugar a las cuatro estaciones: verano, otoño, invierno y primavera. Como se sabe, el eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al plano de su órbita; entonces el ángulo de incidencia de los rayos solares varía, estacionalmente, en forma diferente para ambos hemisferios. Es decir, el Hemisferio Norte es más cálido que el Hemisferio Sur durante los meses de junio, julio y agosto, porque recibe más energía solar. Recíprocamente, durante los meses de diciembre, enero y febrero, el Hemisferio Sur recibe más energía solar que el similar del Norte y, por lo tanto, se torna más cálido.
TERMÓMETROS: En la actualidad existen numerosos tipos de termómetros o sensores de temperatura que pueden ser usados para diferentes aplicaciones. En la Tabla I se indican algunos tipos de termómetros usuales junto a algunas de sus características más notables. Una lista más completa puede encontrarse en la Ref.3. En los experimentos propuestos se busca estudiar y calibrar un termómetro o un sensor de temperatura respecto de un termómetro de referencia o patrón. Es una buena práctica disponer en el laboratorio de un termómetro que reúna las características de exactitud y estabilidad (es decir, que dé valores reproducibles) para que pueda adoptarse como “patrón local de temperatura”.
Supondremos que para estos experimentos se dispone de un termómetro patrón en el laboratorio. Un simple termómetro de mercurio bien calibrado puede servir de patrón para estos experimentos.
Calibración del termómetro Un termorresistor está construido con un material que presenta una variación significativa de su resistencia eléctrica con la temperatura. Entre los dispositivos de este tipo más usuales se encuentran los termorresistores de platino (Pt), que son alambres finos o películas delgadas encapsuladas en un material cerámico. Un termorresistor de Pt presenta adecuadamente dos de las características exigibles a un sensor: sensibilidad y especificidad. La sensibilidad se refiere al valor de la respuesta de su propiedad termométrica (la resistencia R en este caso) frente a cambios de la temperatura (T), y se 3 mide con la derivada dR/dT (W/ºC). La especificidad se refiere a que el sensor sea mucho más sensible a cambios de la temperatura que a cambios de otras magnitudes Xi que puedan afectarlo, es decir: dR/dT >> dR/dXi.
UBICACIÓN DE LA LOCALIDAD DE JULIACA: Yunguyo es la capital de la provincia de Yunguyo y tiene una población urbana de algo más de 11 mil 900 habitantes. La población distrital abarca a 28 mil 367 habitantes. Yunguyo está conformado oficialmente por los barrios de San Francisco, San Borja, Miraflores, Santa Bárbara, Kasani, e inoficialmente por Masaya, Arasaya, Chacapata, Pilapata, Phutunku, Cruz Phutunku, Chojñaqota, ... los alrededores por, Qolqeparki, Warariwi, Phoq'eri, Nasaq'ara, T'iracachi, Ch'allapampa. El distrito peruano de Yunguyo es la sede y también uno de los 7 distritos que conforman la Provincia de Yunguyo, ubicada en el Departamento de Puno en el sudeste Perú. Desde el punto de vista jerárquico de la Iglesia Católica forma parte de la Prelatura de Juli en la Arquidiócesis de Arequipa. Situada al sur de la península de Copacabana a los pies del volcán Khapía, ocupa la mayor parte de la Yunguyo.
Límites
al norte con el lago Titicaca. al sur con el Distrito de Copani. al este lago Titicaca, en su lago más pequeño llamado Menor o Huiñamarca y también con el Ollaraya. al oeste con los distritos de Cuturapi y de Zepita.
UBICACIÓN: La ciudad de Yunguyo se encuentra ubicado en el Istmo de Yunguyo, entre los lagos Titicaca y Wiñaymarca, frontera con la provincia de Manco Capac de la República de Bolivia, comprensión del distrito y provincia de Yunguyo, se encuentra en el Corredor Turístico “Los Aymaras” (sur este), a
136 kilómetros de la ciudad de Puno.
Se accede a ella por una carretera asfaltada recorriendo bellos pueblos aymaras está Yunguyo, milenario centro de intercambio de la tradición cultural del sur del Perú, escoltado por el volcán K'apía, como una perla denota a las orillas del Titicaca, población fronteriza a 10 kilómetros de la ciudad de Copacabana (Bolivia).
Como distrito data de la época de la Independencia , y según Ley Nº 24042 (28-1 2-1984) fue elevada a provincia segregado de la provincia de Chuchito - Juli. Región Puno, República del Perú. Se encuentra a una altura de 3,826 msnm., sus habitantes hablan en el idioma aymara. CLIMA:
UBICACIÓN DE LA LOCALIDAD DE JULIACA: Juliaca (en quechua: Hullaqa) es la capital de la provincia de San Román y del distrito homónimo, ubicada en la jurisdicción de la región Puno, en el sudeste de Perú. Cuenta con una población de 270 340 habitantes (2014), situada a 3824 msnm en la meseta del Collao, al noroeste del Lago Titicaca. Es el mayor centro económico de la región Puno, y una de las mayores zonas comerciales del Perú. Se halla en las proximidades de la laguna de Chacas, del Lago Titicaca, del río Maravillas y las ruinas conocidas como las Chullpas de Sillustani.
La ciudad de Juliaca según el Instituto Nacional de Estadística e Informática es la decimotercera ciudad más poblada del Perú y albergaba en el año 2007 una población de 216.716 habitantes.
La ciudad acoge cada año entre febrero y marzo la festividad en honor a la "pachamama" (Carnavales), donde los participantes ataviados con coloridos trajes salen a las calles a danzar bailes típicos del altiplano en un evento de los más populares dentro la región; igualmente se celebra la festividad de San Sebastián realizada el 20 de enero de cada año. Posee un buen sistema de transporte terrestre: carreteras y líneas férreas que la interconectan con la región sur del país (Puno, Cusco, Arequipa, Tacna), además de la república de Bolivia, lo que la hace un punto de tránsito para los viajeros de esta área de la nación. La denominación de Ciudad de los Vientos, se debe a que durante gran parte del año hay presencia de vientos, por estar ubicada dentro de la meseta del collao. UBICACIÓN: Especificando la ubicación de Juliaca, podemos decir que se encuentra al Nor-Oeste del Lago Titicaca, ocupando la parte centrica de la meseta del Kollao, la ubicación por coordenadas es 15°29'24'' de Latitud Sur y 70°08'00'' de Longitud Oestedel Meridiano de Greenwich. Se encuentra a una altitud de 3825m sobre el nivel del mar, y sus limites son:
La ciudad de Juliaca se constituye de un relieve plano (en su mayoria), pero como ciudad de la sierra tiene pequeños ramales de la Cordillera de los Andes que rodean la ciudad. Las lagunas de Chacas y Escuri junto a los rios Cacachi y Maravillas propician el desarrollo de la flora y fauna en sus diversas especies. En el clima influyen los dos factores anteriores, y la altitud por eso su clima es frígido por temporadas, con vientos (por ejemplo en Agosto), pero a excepción del tiempo de lluvias, es de escasa humedad. MATERIALES Y MÉTODOS: MATERIALES: Termómetros de máxima y de mínima Datos de temperaturas de las localidades Software (excel) METODOLOGÍA DE LA PRÁCTICA: PASO N°1 Realizar la gráfica estadística del comparativo, utilizando líneas quebradas
PASO Nº 02 Determinar el coeficiente de correlación y la ecuación de regresión lineal del comparativo.
realizar la ecuación de regresión lineal
