ESCALAS DE TEMPERATURA •
Grado Celsius (°C). Para establecer una base d e medida de la temperatura Anders Celsius utilizó (en 1742 1742)) los puntos de fusión y ebullición del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión presión se considera que está en el punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura temperatura que existe entre éstos dos p untos en 100 partes iguales a las que lla mó grados centígrados °C. Sin embargo, en 1948 fueron renombrados grados Celsius en su honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para denominarlos. En 1954 la escala Celsius fue redefinida en la Décima Conferencia de Pesos y Medidas en términos de un sólo punto fijo y de la temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue el punto triple del agua que es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio, al cual cual se le asignó un valor de 0,01 °C. La magnitud del nuevo grado Celsius Celsius se define a partir del cero absoluto como la fracción 1/273,16 del intervalo de temperatura temperatura entre el punto triple del agua y el cero cero absoluto. Como en la nueva escala los puntos de fusión y ebullición del agua son 0,00 °C y 100,00 °C respectivamente, respectivamente, resulta idéntica a la la escala de la definición anterior, con la ventaja de tener una definición termodinámica.
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Grado Fahrenheit (°F). Toma divisiones divisiones entre el punto de congelación congelación de una disolución disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100). Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; Unidos; erróneamente, se asocia también a otros países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda Irlanda,, que u san la escala Celsius. Grado Réaumur (°Ré, °Re, °R). Usado Usado para procesos industriales específicos, específicos, como el del almíbar almíbar.. Grado Rømer o Roemer. Roemer. En desuso. Grado Newton (°N). En desuso. Grado Leiden. Leiden. Usado para calibrar indirectamente indirectamente bajas temperaturas. En desuso. Grado Delisle (°D) En desuso.
ESCALA CELSIUS Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan los valores de 1 00 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se lee grado Celsius y se denota por °C. El grado Celsius, es la unidad creada por Anders Celsius para su escala de temperatura. Se tomó para el Kelvin y es la unidad de temperatura más utilizada internacionalmente. internacionalmente. A partir de su creación en 17 50 fue denominado grado centígrado (se escribía °c, en minúscula). Pero en 1948 se decidió el cambio en la denominación oficial para evitar confusiones con la unidad de ángulo también denominada grado centígrado (grado geométrico), aunque la denominación previa se sigue empleando extensamente en el uso coloquial. Hasta 1954 se definió asignando el valor 0 a la temperatura de congelación del agua, el valor 100 a la de temperatura de ebul lición «ambas medidas a una atmósfera de presión» y dividiendo la escala escala resultante en 100 partes iguales, cada una de ellas ellas definida como 1 grado. Estos valores de referencia son muy aproximados pero no correctos por lo que, a partir de 1954, se define asignando asignando el valor 0,01 °C a la temperatura temperatura del punto triple del agua y definiendo 1 °C como la fracción fracción 1/273,16 de la diferencia con el cero absoluto. ESCALA KELVIN En este caso, la escala fue establecida por la escala kelvin, donde el valor de 0° corresponde al cero absoluto, temperatura en la cual las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. En escala Celsius esta temperatura temperatura corresponde a -273 °C. Esta unidad unidad de medida se lee Kelvin Kelvin y se denota por [K]. Esta unidad se llama llama también Escala Absoluta y es también la unidad adoptada por el Sistema Internacional Internacional de Unidades. Dado que 0 K corresponden a -273,15 °C, se puede hallar una fórmula de conversión, conversión, entre la escala Celsius y la escala escala Kelvin, de la siguiente forma: TK = TC + 273.15 C ESCALA FAHRENHEIT En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla, pero en este caso fueron los puntos d e solidificación y de ebullición del cloruro amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los valores de 0 y 10 0 respectivamente. La unidad de esta escala se llama grado Fahrenheit y se denota por °F. °F. Dado que en escala escala Celsius Celsius,, los valores valores de 0 °C y 100 °C corresponde corresponden n a 32 °F y 212 °F respectiv respectivament amente, e, la fórmula fórmula de conversión conversión de grados Celsius a Fahrenheit es: Tf = 9/5 9/5 Tc + 32 32 c
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ESCALA RANKINE Es una escala de temperaturas muy utilizada en los EE.UU., y es semejante a la escala Kelvin. Al igual que esta, presenta un cero en el cero absoluto, por lo que también es una “escala absoluta”, con la diferencia de que los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit. TR = 9/5 TK = 1.8 Tk
¿Cuáles son las escalas de temperatura? Es una graduación de mercurio cuando se dilata para distintos estados térmicos. La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor o frío. Por lo general, un objeto más “caliente” tendrá una temperatura mayor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Existen tres tipos de escalas de temperatura: a)
Escala de Celsius: Esta escala fue creada por Anders Celsius en el año 1742, construyo un termómetro basándose en la propiedad de dilatación del mercurio con la temperatura y fijo como puntos extremos el 0 para la fusión del hielo y el 100 para la ebullición del agua a nivel del mar. La ecuación de esta en relación a °F es °C=5/9(°F-32)
b) Escala de Fahrenheit: Esta escala fue propuesta por Gabriel Fahrenhit en el año 1724 el encontró un estado térmico más frío que la solidificación del agua consistió en una mezcla de sal (cloruro de amonio) con agua y ese punto coloco el 0 (cero). Al hervir esta mezcla también alcanza un valor superior a los 100 ° C. Al establecer la correspondencia entre ambas escalas, se obtiene la ecuación siguiente: °F= 9/5°C+32 c) Escala Kelvin: Lord Kelvin estudiando la relación entre volumen y temperatura para un gas cualquiera propone que el cero absoluto o sea el valor más bajo en °C que se lo podía lograr seria la “desaparición” de un gas al enfriarse, sabemos que esto no es posible; e l menor volumen al que podía llegar un gas al enfriarse y sus moléculas se encuentran en estado de reposo. Tiene la siguiente ecuación: T °K= °C + 273 En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas están la escala Celsius — también conocida como escala centígrada — , la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional. En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C, y su p unto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R. En 1933, científicos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escala Kelvin y en principios termodinámicos. La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C. Desde los 660 °C hasta el punto de fusión del oro (1.063 °C) se emplea un termopar patrón: los termopares son dispositivos que miden la temperatura a partir de la tensión prod ucida entre dos alambres de metales diferentes. Más allá del punto de fusión del o ro las temperaturas se miden mediante el llamado pirómetro óptico, que se basa en la intensidad de la luz de una frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente. En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua — es decir, el punto en que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio — como referencia para la temperatura de 273,16 K. El punto triple puede determinarse con mayor precisión que el punto de congelación, por lo q ue supone un punto fijo más satisfactorio para la escala termodinámica. En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan sólo 0,00001 K mediante la desmagnetización de sustancias paramagnéticas. En las explosiones nucleares se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas en más de 100 millones de kelvin. Toda escala debe tener un punto de p artida. A nivel mundial existen dos escalas empíricas de temperatura en amplio uso. Estas son la escala Centígrado y la escala Fahrenheit. La primera se usa en casi todo el mundo y la segunda principalmente en Estados Unidos. Antes de la escala Centígrado existió la escala Celsius, que es prima hermana y difiere solo en el punto de partida. La escala Centígrado usa el punto triple del agua como punto de partida. El punto triple del agua es la temperatura donde coexisten en equilibrio la fase sólida (hielo), líquida y gaseosa (vapor de agua). Este equivale a 273,16ºK de temperatura absoluta. La escala Celsius usaba como punto de p artida la temperatura de fusión del hielo a una atmósfera de presión. Esto equivale a 273,15ºK. En el caso de la escala Fahrenheit , su punto de partida es d iferente. Actualmente está referida a la escala Centígrado. Actualmente se define como 32ºF al punto de fusión del hielo a una atmósfera de presión. Antiguamente el 0ºF correspondía a la temperatura de fusión de una mezcla frigorífica. La idea original del Do ctor Fahrenheit era tener un 0º que correspondiera a la temperatura más baja alcanzable.
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