1) Transferencia de calor (conduccin, conversin y radiacin)El flujo de calor o la transmisin de energa trmica de un cuerpo, sustancia o regin a otra, siempre toma lugar de una regin de alta temperatura a una regin de mas baja temperatura.En termodinmica, la temperatura mas alta que tambin puede ser llamada la regin emisora, la temperatura mas baja puede ser la regin de recepcin.Existen tres formas en que se realice la transmisin de calor, la conduccin y la radiacin son las principales formas de transmisin de calor, la conveccin esta relacionada con una clase especial de proceso que mueve una masa o un fluido de un lugar a otro.Conduccin.Es el flujo de calor a travs de la superficie de un conductor slido. El calor transferido a travs de las paredes de los tubos en una caldera es conduccin, El calor de una flama o una combustin de gases que pasa a travs de las paredes de un tubo es transferido de la mezcla de agua y vapor que fluye a travs de los tubos.Otro concepto de la transferencia de calor en la cual el calor fluye de una regin de mas alta temperatura a una regin mas fra en la que hay contacto fsico entre las dos.Radiacin.La radiacin es la transmisin de calor por medio de ondas de energa, similares a las ondas de la luz. La radiacin es diferente de la conduccin en que no se requiere de un medio para la transferencia de calor, sin embargo esta puede darse nicamente de forma directa y sin obstculos en la lnea de la seal entre la sustancia que emite el calor y la sustancia que recibe el calor transferido.Conveccin.La conveccin es la transferencia de calor que circulacin de un fluido que se mantiene caliente, Esta puede ser natural o forzada. La conveccin forzada ocurre cuando se utilizan bombas, ventiladores u otros dispositivos causan el movimiento de los fluidos. La conveccin natural ocurre cuando en las calderas cundo el calor es transmitido del deposito al super calentador con la circulacin de gases de una rea a otra.2) Escalas de temperatura La invencin del termmetro se atribuye a Galileo en el ao de 1592. Mejoras al diseo del mismo fueron introducidas por otros investigadores utilizando diversas escalas termomtricas. En 1700 Gabriel Farenheit produjo termmetros repetitivos y exactos y cerca de 1742 Anders Celsius propuso el punto de fusin del hielo y el punto de ebullicin del agua como puntos iniciales y finales de la escala de temperatura. Otras escalas como la de Kelvin y Rankine introducen el concepto de cero absoluto y se utilizan como estndares en aplicaciones cientficas y de ingeniera respectivamente.

Existen varias escalas de temperatura conocidas a nivel internacional. La 7 Conferencia General de Pesas y Medidas adopt una escala internacional de temperaturas. Su objetivo era proporcionar una escala prctica de temperaturas que fuera fcil y exactamente reproducible, y que ofreciera con la mxima aproximacin las temperaturas termodinmicas. Esta escala fue revisada en 1948, en 1960 y en 1968. Se la conoce como la escala prctica internacional de temperaturas de 1968 (IPTS-68).

Las escalas de temperatura fija, son un valor determinado para los valores de referencia en los puntos de congelacin y ebullicin del agua y del cero absoluto. A partir de esos valores, cada escala es dividida en su correspondiente gama de valores.

Para la escala Fahrenheit, los puntos de fusin y ebullicin del agua son 32 y 212 K respectivamente. Para la escala Kelvin, tiene un cero absoluto de equivalente a -273,2 C y los puntos de fusin y ebullicin del agua son 273,16K y 373,16 K respectivamente. Para la escala Ranking, tiene un cero absoluto equivalente de -459,9F y un valor asignado de 491,69R para el punto de fusin y 671,9R para el punto de ebullicin del agua.

Cero AbsolutoPunto de Fusin H2OPunto de Ebullicin H2OEscala

0273,16373,16Kelvin (K)

-273,160100Celcius (C)

-459,932212Fahrenheit (F)

0491,69671,9Rankine (R)

Relacin entre las Escalas de Temperaturas.4) Termopares.Son los medidores ms importantes y los ms utilizados debido a su buen rendimiento al usarse tanto para temperaturas bajas como altas. Se utilizan cuando se necesita enviar la informacin de la medida a sitios remotos. Constan principalmente de dos metales distintos, unidos en un extremo, un voltmetro y una escala graduada.

Termopar

Su principio de funcionamiento consiste en que al poner en contacto dos metales distintos y se calienta la junta de unin, se originar una diferencia de potencial entre los extremos libres, proporcional a la temperatura existente en la punta y se convierte en unidades de temperatura por medio del voltmetro.

Existen diferentes termopares que dependen del tipo de metal utilizado y del intervalo de temperatura que se desea medir. Usualmente los termopares son utilizados segn sus caractersticas de la siguiente manera:

Termopar tipo E (cromel constatn): Puede usarse en vaco o en una atmosfera inerte o medianamente oxidante o reductora. Este termopar posee la f.e.m. ms alta por variacin de temperatura, y puede usarse para temperaturas de -200C a 900C.

Termopar tipo T (cobre-constatn): tiene una elevada resistencia a la corrosin por humedad atmosfrica o condensacin y puede utilizarse en atmsferas oxidantes. Estn restringidos a bajas temperaturas. Se prefiere generalmente para las medidas de temperatura entre -200 a 260 C.

Termopar tipo J (hierro-constatn): es adecuado para atmsferas con escaso oxigeno libre. La oxidacin del hilo de hierro aumenta rpidamente por encima de 550 C, siendo necesario un mayor dimetro del hilo hasta una temperatura limite de 750 C.

Termopar tipo K (cromel-alumel): se recomienda en atmsferas de oxidantes y a temperaturas de trabajo entre 50 y 1500 C. No debe ser utilizado en atmsferas reductoras ni sulfurosas a menos que este protegido con un tubo de proteccin

Termopares tipo R, S, Pt-Pt Rh: se emplean en atmsferas oxidantes y temperaturas de trabajo hasta 1500 C. Si la atmsfera no es oxidante, el termopar debe protegerse con un tubo cermico.

Caractersticas de los Termopares.Tipo de TermoparIntervalo de medicinLimite de errorAplicacin

E: Cromel-Constatn-40 a 800C-40 a 900C-200 a 40C1.5C 0.4%2.5C 0.75%2.5C 1.5%Indicacin y control de temperatura en los hornos industriales.

T: cobre- constatn-40C a 350C-40C a 350C-200C a 40C0.5C 0.4%1C 0.75%1C 1.5%Indicacin y control de temperatura en las estufas industriales.

J: Hierro- constatn-40C a 750C-40C a 750C1.5C 0.4%2.5C 0.75%Indicacin y control de temperatura en los hornos industriales.

K: Cromel-alumel.-40C a 1000C-40C a 1200C-200C a 40C1.5C 0.4%2.5C 0.75%2.5C 1.5%Indicacin y control de temperatura en los hornos industriales.

R:Platino-Platino.RodioS: Platino- Platino Rodio0C a 1600C

0C a 1600C1C

1.5C 0.25%Cuando se requiere de gran exactitud a altas temperaturas se usan como patrones de calibracin.

El deterioro de los termopares a altas temperaturas no se pude evitar, mientras mayores sean las temperaturas y ms desfavorables las condiciones de operacin, ms rpido ser el deterioro. El dao causado por los gases oxidantes o reductores al alambre ocasiona la cada de la fuerza electromotriz, resultando una lectura errnea del instrumento.

Por esos es recomendable revisar frecuentemente los termopares, sobre todo si se desea obtener una medicin exacta. Normalmente se usan los termopares del tipo K en una atmsfera oxidante y los del tipo J en una atmsfera reductora.

Clasificacin de los termopares segn el tipo de junta.La junta de un termopar pude ser expuesta, sin aterrar, y aterrada.

Junta Expuesta: Un termopar con junta expuesta es aquel en el cual la junta de medicin est expuesta al medio cuya temperatura se quiere medir Es tipo de junta es recomendable para medir temperatura de gases no corrosivos, donde se quiere una respuesta rpida. La junta se extiende fuera de la proteccin metlica para dar una respuesta rpida. La proteccin metlica se sella en el punto donde se extiende la junta, para evitar la penetracin de humedad o gas que puedan producir error.

Junta sin Aterrar: Un termopar con junta sin aterrar es aquella en la cual la junta de medicin est aislada elctricamente de la proteccin metlica. Esto es recomendable cundo se mide temperatura en rea donde existe ruido elctrico. El protector metlico debe estar aterrado elctricamente.

Junta Aterrada: La junta aterrada combina las ventajas de un tiempo de respuesta excelente con la proteccin que le brinda un protector sellado. Este tipo de junta se recomienda para medicin de temperatura de gases y lquidos, y para aplicaciones de alta presin. La junta de un termopar aterrada est soldada al protector metlico, permitiendo una respuesta ms rpida que en el caso de la junta sin aterrar.