QUÍMICA - TEMPERATURA

TEMPERATURA

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.

Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan.

El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.

ESCALAS DE TEMPERATURA

Existen distintas escalas para medir la temperatura. Aquí citaremos las que son sin duda las más usadas tanto en la vida común como en las ciencias.

Escala Centígrada (C°): También llamada Escala Celsius. Es muy usada en países de habla hispana. Se mide en grados centígrados o Celsius.

Escala Farenheit (F°): Es más común en países anglosajones.

Escala Kelvin (K): Esta es la más usada en el ámbito científico. En química y física por ejemplo.

Otra escala que ya prácticamente está sin uso salvo en los países anglosajones es la escala Rankine. Equivale a 9/5 de la escala Kelvin. O sea que si queremos calcular la cantidad de grados Rankine multiplicamos a los grados K por 9/5.

Un punto muy importante es la manera de poder pasar o transformar un valor de temperatura que está en una escala a otra.

K = °C + 273

°F = (9/5 °C)+ 32

Ra = K x 9/5

Puntos Termométricos

En la práctica se necesita de una serie de puntos de referencia fácilmente replicables para poder calibrar diferentes tipos de termómetros en diferentes rangos de temperatura. Algunos puntos de referencia importantes son:

EJERCICIOS PARA RESOLVER EN CLASE:

1.- Los termómetros de mercurio no pueden medir temperaturas menores a -30ºC debido a que a esa temperatura el Hg se hace pastoso. ¿Podrías indicar a qué temperatura Fahrenheit y Kelvin corresponde?

2.- En un día de invierno la temperatumra de un lago cerca de la ciudad de Montreal es de 20ºF. ¿El agua estará congelada?

3.- El movimiento molecular de un cuerpo es el cero absoluto y corresponde a 0K. ¿Podrías decir a cuantos ºC y ºF equivale?

4.- Al poner a hervir cierta cantidad de agua en la ciudad de México, esta empieza a hervir a 97ºC.¿A cuántos K y ºF corresponde?

5.- En un día normal la temperatura en un aeropuerto es de 20ºF. Indicar si podrán despegar los vuelos.

6.- Una varilla de acero se estando a la intemperie registra una temperatura de 80ºF.¿ A cuántos K y ºC equivale?

7.- El antimonio es un metal que se funde a 630.5ºC. ¿Qué valores le corresponden en ºF  y K?

8.- El punto de fusión del Au es de 1336.15K. ¿Qué valores le corresponde en las otras dos escalas?

CÓMO VIAJA EL CALOR?

CONDUCCIÓN:

La conducción tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluye desde el objeto más caliente hasta más frío, hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura.

CONVECCIÓN:

En líquidos y gases la convección es usualmente la forma más eficiente de transferir calor. La convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ésto ocurre, el fluido frío desciende tomando el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación en que el calor se transfiere a las regiones frías. Puede ver como tiene lugar la convección cuando hierve agua en una olla.

RADIACIÓN:

Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor. La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y el receptor del calor. Por ejemplo, podemos sentir el calor del Sol aunque no podemos tocarlo. El calor se puede transferir a través del espacio vacío en forma de radiación térmica. Esta, conocida también como radiación infrarroja, es un tipo de radiación electromagnética (o luz).