Escalas de temperatura

INGENIERIA MECANICA ELECTROMECANICA LABORATORIO DE TERMICAS

TERMODINAMICA TECNICA I MEC 2244 - 2254

LABORATORIO N° 2 ESCALA DE TEMPERATURA Página

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Jefe Lab.: Ing. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha límite de entrega informe: 17/IX/2012

ESCALA DE TEMPERATURA

1 INTRODUCCIÓN

1. 1 ANTECEDENTES

Es sabido que nuestra percepción sensitiva sobre el calor y el frío, son el recurso natural con el cual se cuenta para “definir sensitivamente la temperatura”; opción que no es suficiente para cuando se quiere un recurso de ponderación medible para necesidades tecnológicas. La respuesta a esta necesidad dio como resultado final la construcción argumentada de las diferentes escalas de temperatura. El estudio del comportamiento de la temperatura del agua en procesos de calentamiento o enfriamiento y procesos de cambio de fase ó estado, se convierte en un recurso de gran valor para manejar apropiadamente los conceptos fundamentales de calor sensible y calor latente.

1.2.- OBJETIVOS

- Profundizar el concepto de la temperatura. - Medición de temperaturas y aplicación de los conceptos de incertidumbre. - Reproducir la Construcción de una escala de temperaturas y conocer la

naturaleza de las escalas de temperatura. - Establecer las características del comportamiento de la temperatura en los

procesos vinculados con el calor latente y sensible. - Consolidar conceptos de los estados agregados o fases de la materia

1.3.- FUNDAMENTO TEORICO La temperatura es un factor que condiciona el sentido del flujo de calor: hace que el calor fluya de una región de alta temperatura a otra de temperatura más baja. En términos microscópicos es una medida de la energía cinética media de las moléculas de una sustancia, bajo esta óptica se tiene las siguientes relaciones:

3·K·T /2= mi· v2/2 (1.1)

3·R*·T = PM · v

2/2 (1.2)

K = CTE de Boltzman T = Temperatura de la sustancia mi = Masa de la molécula

¨v = Velocidad media cuadrática de las moléculas R*= CTE universal de los gases PM = Peso molecular de la sustancia La existencia de escalas diferentes de temperatura, tiene como base el tomar como referencia medible dos eventos diferentes: uno de baja y otro de alta temperatura ( Fig.




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1.1).

Fig. 1.1. Escalas de temperatura

Las fases ó estados agregados de la materia están fuertemente ligados a los estados energéticos de la materia y son.................. Es necesario recalcar: “Que una medición no es un número exacto” y que por lo bajo a cada lectura se debe insertar la incertidumbre de la escala del instrumento.

2. METODOLOGÍA El trabajo será encarado por grupos, en el laboratorio de Máquina Térmicas y será necesario traerse 1 kg de hielo, preparado a partir de una solución agua-sal, cuyas proporciones habrá que recabar en consulta vía mail con la Jefatura del Laboratorio.

2.1. EQUIPO, MATERIAL E INSTRUMENTOS o Termómetro de Hg o Termómetro digital o Recipiente de 2 lt o Una cubeta o Quemador de gas licuado ú hornilla eléctrica o Mesón de trabajo o 3 lt de agua o 1kg de hielo (salmuera)

2.3. MONTAJE Debido a lo común de los elementos que se usarán en esta prueba, en el montaje de estos elementos primará el uso adecuado y eficiente de los espacios disponibles.




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2.4. PROCEDIMIENTO

1. Depositar el 1 kg de hielo en la cubeta 2. Comprobar la correcta y segura conexión del quemador con la garrafa de GLP 3. Controlar y distribuir los materiales de la prueba en el espacio asignado 4. Comprobar y controlar el estado de fusión del hielo. 5. Proceder a recolección de lecturas de temperatura del hielo en proceso de

fusión. 6. Casi de forma simultánea proceder a hacer hervir los 3 lt de agua y evaporar

durante unos dos minutos, haciendo uso del quemador de GLP. 7. Mientras se procede a hacer hervir el agua, hacer un seguimiento de la variación

de la temperatura respecto del tiempo a lo largo de este proceso. 8. Recoger el dato de temperatura de ebullición del agua, a través de reiteradas

mediciones. 9. Apagar el quemador, serrar la llave de la Garrafa, y ordenar el material usado. 10. Cuantificar el agua evaporada 15. Entregar la lista del grupo de trabajo.

3. PLANILLAS

Tiempo T (°C)

Tabla 3.1 Planilla de la temperatura de fusión

Tiempo T (°C)

Tabla 3.2 Planilla historial de temperaturas del agua hasta su ebullición

Tiempo T (°C)

Tabla 3.3 Planilla de la temperatura de ebullición del agua

4. CALCULOS

1. En función de las dos temperaturas obtenidas, se ratifica exactamente alguna de

las escalas conocidas?...; si no es así construir la nueva escala, teniendo como referencia las lecturas hechas para luego desarrollar las ecuaciones de conversión de esta nueva escala a las escalas más usadas. .(cálculos, resultados y discusión)(20%)

2. Teniendo como dato la temperatura de ebullición del agua recalcular la altura del




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Oruro, Cómo y con que argumentos (cálculos, resultados y discusión)(10%) 3. Asumiendo que se hará evaporar el 1 kg de hielo, mediante el uso de la hornilla

de GLP del laboratorio y asumiendo que su rendimiento será el mismo que el evaluado en la prueba, construir a escala el diagrama Temperatura-Calor de los procesos intermedios que ocurren para llevar al agua desde su estado sólido hasta su estado de vapor.(20%)

5. CUESTIONARIO

1. Cuáles son los eventos referenciales sobre los cuales se han definido las

escalas de temperatura Fahrenheit, Reamur y Kelvin. (Fundamento teórico)(15%)

2. Insertar en el acápite de Fundamento Teórico una propuesta de clasificación, para luego desarrollar su descripción teórico gráfica sobre cada uno de los tipos de termómetros. (Fundamento teórico)(15%)

BIBLIOGRAFÍA: Doolittle J.S., El Laboratorio del Ing. Mecánico, Edit. Hispano Americana S.A.,Buenos Aires, Argentina, 1971. Faires Moring Virgil, Termodinámica, Edit.Hispano Americana, España, 1978 Fermi Enrico, Termodinámica, Editorial Universitaria Buenos Aires, Argentina, 1968 García Gutiérrez Elio, Efectos de la Altura en Máquinas Térmicas y Eléctricas, U.T.O., FNI, Oruro, Bolivia. Peñaranda Muñoz Edgar S., Análisis Y Evaluación De Los Potenciales Defectos De Cálculo Psicrométrico En El Altiplano Y Valles Bolivianos, a través del programa “psiocrome.bas”, Imprenta OFFSET GRAFIKA DIGITAL, Oruro Bolivia, 1999

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