Escalas Termodinámicas De Temperatura 1u4zb

Escalas Termodinámicas de Temperatura 03/febrero/2016

Definiciones 

Calor. Proceso de intercambio de energía térmica que se transfiere entre dos sistemas (o un sistema y sus alrededores) debido a una diferencia de temperatura.

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Se denomina calor a la energía en tránsito que se reconoce solo cuando se cruza la frontera de un sistema termodinámico. Una vez dentro del sistema, o en los alrededores, si la transferencia es de dentro hacia afuera, el calor transferido se vuelve parte de la energía interna del sistema o de los alrededores, según su caso.

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Temperatura. Es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante 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.

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Equilibrio térmico. Cuando un cuerpo se pone en o con otro que está a una temperatura diferente, el calor se transfiere del que está caliente al frío hasta que ambos alcanzan la misma temperatura. En ese punto se detiene la transferencia de calor.

Ley cero de la termodinámica 

Establece que si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí. Sirve como base para la validez de la medición de la temperatura.

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R. H. Fowler fue el primero que formuló y nombró la ley cero en 1931. Como indica el nombre, su valor como principio físico fundamental se reconoció más de medio siglo después de la formulación de la primera y segunda leyes de la termodinámica y se llamó ley cero puesto que debía preceder a éstas.

Escalas de temperatura 

Estas escalas permiten usar una base común para las mediciones de temperatura.

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A través de la historia se han introducido varias y todas se basan en ciertos estados fácilmente reproducibles como los puntos de congelamiento y ebullición del agua,

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Las escalas de temperatura usadas actualmente en el SI y en el sistema inglés son la escala Celsius (antes llamada escala centígrada; en 1948 se le cambió el nombre en honor de quien la diseñó, el astrónomo sueco A. Celsius, 1702-1744) y la escala Fahrenheit (en honor al fabricante de instrumentos alemán G. Fahrenheit, 1686-1736), respectivamente.

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En la escala de Celsius a los puntos de hielo y de vapor se les asignaron originalmente los valores de 0 y 100°C, respectivamente. Los valores correspondientes en la escala Fahrenheit son 32 y 212°F. Ambas se conocen comúnmente como escalas de dos puntos dado que los valores de temperatura se asignan en dos puntos distintos.

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En termodinámica es muy conveniente tener una escala de temperatura independiente de las propiedades de cualquier sustancia o sustancias.

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Tal escala es la escala de temperatura termodinámica, desarrollada posteriormente junto con la segunda ley de la termodinámica. La escala de temperatura termodinámica en el SI es la escala Kelvin, llamada así en honor a Lord Kelvin (1824-1907), cuya unidad de temperatura es el kelvin, designado por K (no °K; el símbolo de grado se eliminó de forma oficial del kelvin en 1967). La temperatura mínima en esta escala es el cero absoluto, o 0 K.

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La escala de temperatura termodinámica en el sistema inglés es la escala Rankine, nombrada en honor a William Rankine (1820-1872), cuya unidad de temperatura es el rankine, el cual se designa mediante R.

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La escala Kelvin se relaciona con la Celsius mediante T(K) = T(°C) + 273.15

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La escala Rankine se relaciona con la Fahrenheit mediante T(R) = T(°F) + 459.67

Las escalas de temperatura en los dos sistemas de unidades se relacionan mediante T(R) = 1.8 T(K) T(°F)= 1.8 T(°C) + 32

Ejemplos de conversiones 

300 K = ºC

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25 ºC = K

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-25 ºC = K

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200 ºF = ºC

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30 ºF = ºC

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25 ºC = ºF

Ejercicios de conversiones 

1   ¿A cuántos grados Kelvin equivalen 13ºC? 

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 2   ¿Cuántos grados Celsius son 200 K?

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 3   ¿Cuántos grados Fahrenheit son -5ºC?

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 4   Transforma 25ºF a la escala Celsius:

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 5   ¿A cuántos grados Fahrenheit equivalen 245 K?

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 6   ¿Cuántos Kelvin son 41ºF?

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 7   Completa la siguiente tabla: ESCALA KELVIN ESCALA FAHRENHEIT

ESCALA CELSIUS 14ºC

 

 

 

135ºF

 

99K

 

 

212ºF 32ºC