Aprendiendo Fisica

Escalas de Temperatura

Se toman por acuerdo como puntos fijos el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua. Una escala termométrica vendrá definida por los valores de temperatura asignados a los dos puntos, aceptando una variación lineal de la magnitud termométrica con la temperatura.

Escala Centígrada (C°): También llamada Escala Celsius asigna una temperatura de congelación de 0 grados Celsius para el agua a nivel del mar y un punto de ebullición de +100 grados Celcius. Su uso es generalizado en países que utilizan el sistema métrico decimal como patrón
Se mide en grados centígrados o Celsius.

Escala Farenheit (F°): Es más común en países anglosajonesEs una escala de temperatura donde el agua a nivel del mar tiene un punto de congelación de +32 grados F (Fahrenheit) y un punto de ebullición de +212 grados F. Es un término común en áreas que usan el sistema inglés de medidas.

Escala Kelvin (K): Esta es la más usada en el ámbito científico.Escala de temperatura con un punto de congelación de +273 grados K (Kelvin) y un punto de ebullición de +373 grados K. Se usa principalmente con fines científicos. También se le conoce como la Escala de Temperatura Absoluta.

Rankine (R°): a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto.

Termómetro de Mercurio

"Termómetro de Mercurio"

Un termómetro de mercurio es un tipo de termómetro que generalmente se utiliza para medir las temperaturas del material seleccionadoLa bolita plateada en un termómetro de mercurio puede ser peligrosa si se rompe el vidrio y no se limpia bien el mercurio. El mercurio evaporará y puede contaminar el aire alrededor y volverse tóxico para los humanos y la fauna.

Cada termómetro contiene 5-1.5 gramos de mercurio. Un gramo puede contaminar un lago de 20 acres, suficiente para causar la declaración de un aviso publico sobre los peligros potenciales de comer pescado de ese lago.

Para prevenir una posible contaminación, deje de usar su termómetro de mercurio. Consiga un termómetro nuevo y más seguro y contacte su centro de reciclaje local para averiguar como botar el termómetro de una manera segura.

Los termómetros seguros

Hay varias alternativas a los termómetros de mercurio:

termómetros digitales
termómetros de vidrio galio-estaño
termómetros de vidrio alcohol

¡Los peligros del Mercurio!

El mercurio es un elemento muy denso y el único que existe en forma liquida al clima.

El mercurio es tóxico para los organismos vivos, incluso para Usted y su familia.

Cuando el mercurio se escapa, se vuelve un vapor en el aire y con el tiempo regresa a la tierra. Frecuentemente se acumula en los ríos y contamina los peces, el cual lleva a las personas que comen pescado a un riesgo más alto de exponerse al mercurio.
Chester County

Ejercicios

Convenciones de escalas de Temperatura

Kelvin	Celsius	Rankine	Fahrenheit
350°k	76.85°C	630°ra	170.33°f
Desarrollo	C=350k-273.15=	9(350k-273.15)+491.67/5=	9(350k-273.15)+32/5=
293.15°k	20°c	527.67°ra	68°f
K=20+273.15=	Desarrollo	Ra=9(20)+491.67/5=	Fa=9(20)+32/5=
250°k	-23.15°C	450°Ra	-9.67°F
K=5(450ra-491.67)+273.15/9	5(450ra-491.67)/9=	Desarrollo	F=450ra-459.67=

Dilatación de los Cuerpo

Dilatación de los cuerpos.

Cuando un cuerpo se calienta, las moléculas que lo componen empiezan a vibrar requiriendo mas espacio entre ellas, de manera que se expande el espacio en el cuerpo y con ello el tamaño del mismo. A esta expansión del cuerpo se le conoce como dilatación.

Existen tres tipos de dilatación;

dilatación lineal,superficial,volumetrica

Dilatación lineal.

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largoo altura del cuerpo, se representa de la siguiente manera.

ΔL=LoΔT

Donde;

Δ representa el calor ganado.

Lo representa la longitud inicial.

ΔT representa el cambio de temperatura.

ᾳ es la dilatación del material.

Ahora ejemplifiquemos un cuestionamiento en donde se tenga que utilizar la dilatación lineal.

¿Cuál será la longitud final de una barra de plomo de 10cm de longitud, que experimenta un aumento de temperatura de 20°c a 100°c?

Primero identifiquemos los datos que nos brida el problema.

· el material es plomo.

· Su longitud es de 10cm

· Su cambio de temperatura es de 20° a 100°

Identifiquemos que nos pide y con qué fórmulas llegaremos al resultado.

Nos está pidiendo la longitud final la cual se representa con la siguiente fórmula;

lf =Lo+ΔL

pero para llegar a esa formula solo tenemos Lo que es de 10cm, pero necesitamos ΔL, ahora busquemos una formula que nos de ΔL.

ΔL=Lo

Parece que de esta fórmula si tenemos todo, así que manos a la obra;

ponemos la primera formula a utilizar.

ΔL=Lo

Sustituimos los datos que nos pide.

Δl=10cm(29*10^-91/c)(100°-20)

Llegamos al resultado

Δl=0.023cm

Teniendo el incremento de longitud solo basta con pasar a la siguiente formula.

lf =Lo+ΔL

sustituimos los valores.

If= 10cm+0.023cm

y así llegamos a la respuesta final.

Lf=10.023cm

Dilatación Superficial

Es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo debido a la intervención de un cambio de temperatura.

Este fenómeno se representa con la siguiente fórmula;

ΔA=βAoΔT

Donde;

ΔA representa el aumento de área.

β representa la dilatación del material.

Ao es el área inicial.

ΔT es el incremento de temperatura.

Ahora veamos como se aplica en un problema;

Una placa de vidrio de 10*10cm incrementa su temperatura de 17° a 50°c.

¿Cuál es su incremento superficial?

Lo que nos pide el problema es ΔA.

¿Cómo llegamos a ese resultado?;

ΔA=βAoΔT

Solo sustituimos valores ya que todos los datos los proporciona el problema.

ΔA=100cm²(1.8*10^-51/c)(50°-17°)

Realizamos las operaciones para llegar al resultado;

ΔA=0.0594 cm²

Dilatación

"Dilatación Volumétrica"

Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo, este fenómeno se ve dado por la siguiente formula;

ΔV=ᵧVoΔT

donde;

ΔV representa el aumento de volumen del cuerpo.

Vo representa el volumen inicial.

ΔT es el cambio de temperatura.

Ahora ejemplifiquemos esto para lograr tener un mejor entendimiento.

El volumen inicial del mercurio es de 30 cm³, pero este sufre un cambio de temperatura de 10° a los 60°.

¿Cuál será su volumen final?

ΔV=ᵧVoΔT

ΔV=0.18*10^-3(30 cm³)(60°-10°)

ΔV=0.27cm³

Nota; los valore de β, ᵧ, ᾳ, fueron tomado de las siguientes tablas, las cuales representan los coeficientes de dilatación en sus distintas formas.

sustancia ᾳ(1/°c)

Aluminio 23*10^-6

Cobre 17*10^-6

Zinc 26*10^-6

Vidrio común 9*10^-6

Vidrio pírex 3.2*10^-6

Plomo 29*10^-6

Sílice 0.4*10^-6

Acero 11*10^-6

Diamante 0.9*10^-