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El concepto de temperatura se origina en las ideas cualitativas de “caliente” y “frío” basadas en nuestro sentido del tacto. Un cuerpo que se siente caliente suele tener una temperatura más alta, que un cuerpo similar que se siente frío.

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Una Forma de medir el Calor solo es una magnitud física que nos indica que tan caliente o fría esta una sustancia por lo que a  la Temperatura la definimos  como la medida de la Energía Cinética Promedio, de las moléculas de una sustancia  a diferendia del que Calor es una Energía…. “en transito”  Y es, la transferencia de la energía térmica que fluye de un cuerpo con mayor temperatura (mayor gradiente) a otro de menor temperatura (menor gradiente), puesto que el calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, ni del número o del tipo.

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1. Termómetro de vidrio o de líquidos. ...

2. Pirómetros o termómetros sin contacto. ...

3. Termómetros con lámina bimetálica. ...

4. Termómetros de gas. ...

5. Termómetros de resistencia. ...

6. Par térmico o termopar. ...

7. Termómetros digitales.

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Efectos de la temperatura en los materiales. Deformaciones.

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Efectos de la temperatura en los materiales. Deformaciones.

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Ordinariamente, el acero empieza a perder resistencia (y elasticidad) de modo apreciable a unos 315-370º C, es por eso que hoy en día se han desarrollado las superaleaciones para poder resistir a mayor temperatura. Estas superaleaciones normalmente consisten en una combinación de níquel, cobalto, cromo, hierro, molibdeno, tungsteno, columbio, titanio y aluminio.

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Escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit, Kelvin 

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Escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit, Kelvin 

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Efectos del aumento de temperatura en el planeta.

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Efectos del aumento de temperatura en el planeta.

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Sequías, huracanes, hambre, pobreza y destrucción: estas son algunas de las terribles consecuencias que el calentamiento global provoca en nuestro planeta
2.- Más sequías y olas de calor

Se estima que las sequías en el suroeste y las olas de calor (períodos de calor anormal que dura de días a semanas) en todas partes serán más intensas y las olas de frío, menos intensas en todos lados.

3.-Dificultad para acceder a fuentes de agua seguras
Las zonas afectadas por la sequía, la falta de lluvias o la evaporación de lagos y ríos se enfrentarán a serios problemas para acceder al agua potable o apta para el consumo humano. Ya se habla de “las guerras del agua” como una de las consecuencias del cambio climático.

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2.-Dilatación de materiales sólidos y líquidos 

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2.-Dilatación de materiales sólidos y líquidos 

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Video de introducción

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Universitat Politècnica de València - UPV

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Dilatación térmica de sólidos y líquidos |  | UPV

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La dilatación es el cambio de cualquier dimensión lineal del sólido tal como su longitud, alto o ancho, que se produce al aumentar su temperatura. Generalmente se observa la dilatación lineal al tomar un trozo de material en forma de barra o alambre de pequeña sección, sometido a un cambio de temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones son despreciables frente a la longitud y estan clasíficados en Dilatación lineal, superficial y volumétrica

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Algunos líquidos se comportan de manera anómala en ciertos intervalos de temperatura y presión, aumentando su volumen cuando disminuye su temperatura y viceversa. Es el caso del agua a 1 atm de presión y en el intervalo de 0 ºC a 4 ºC. Este comportamiento es muy importante para que pueda existir la vida.

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En la dilatación volumétrica de un líquido se usa la misma relación que para un sólido salvo, desde luego, que para el líquido no hay coeficiente de dilatación lineal a. Sólo se necesita β (Beta)

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El efecto de la dilatación en los gases es el más evidente de todos. Los gases varian de forma clara su volumen tanto con la temperatura como con la presión debido a que las fuerzas de cohesión entre las partículas son más debiles que en los casos anteriores. Su expresión es similar a la dilatación volumétrica de los sólidos.

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En la siguiente gráfica se muestra la gráfica del volúmen del agua con respecto a su temperatura, debemos observar  0 ºC a 4 ºC. al aumentar la temperatura el volúmen no aumenta  sino que incluso disminuye a este fenómeno se le denomina DILATACIÓN ANÓMALA

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La dilatación de los líquidos sigue la expresión:

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La dilatación de los líquidos sigue la expresión:

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V=V0⋅(1+α⋅ΔT) Dónde

V, V ₀ : Volumen final e inicial respectivamente del líquido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro al cubo ( m 3 )

α: Coeficiente de dilatación del líquido. Es específico de cada líquido y representa el aumento de volumen de un líquido de volumen la unidad, cuando su temperatura se eleva 1 K. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el K⁻¹, aunque también se usa el ºC⁻¹

∆T: Incremento de temperatura que experimenta el líquido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el kelvin ( K ), aunque también se usa el ºC

Hay que tener muy presente que cuando queremos medir la dilatación en un líquido, hemos de tener en cuenta que el recipiente sólido en el que lo colocamos también se dilata.

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Valores típicos del coeficiente de dilatación en líquidos 

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Valores típicos del coeficiente de dilatación en líquidos 

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El coeficiente de dilatación en el caso de los líquidos suele variar con la temperatura de forma más pronunciada a lo que ocurre en los sólidos. A continuación se recogen algunos valores típicos del coeficiente de dilatación α para líquidos a una temperatura de 20 ºC. Observa que son sensiblemente superiores al caso de los sólidos. Esto implica que la dilatación en los líquidos es más evidente que en los sólidos para un mismo material y un mismo cambio de temperatura.

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Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos. ... Se puede notar que, entre 0 y 4ºC el agua líquida se contrae al ser calentada, y se dilata por encima de los 4ºC, aunque no linealmente.

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Si representamos las variacines del volumen de n gas con respecto a su temperatura  manteniendo distintas  presiones constantes (p1.p2.p3) podemos observar que todas ellas cambian de forma lineal y cuando v=0, su temperatura es -273,1 grados Celsius (oK)

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La dilatación de los gases a presión constante sigue la expresión:

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La dilatación de los gases a presión constante sigue la expresión:

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V=V0⋅(1+αp⋅ΔT)
Donde:

V, V ₀ : Volumen final e inicial respectivamente del líquido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro al cubo ( m 3 )

α p: Coeficiente de dilatación a presión constante. Para una presión determinada existe un valor de α p , único igual para todos los gases. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el K⁻¹, aunque también se usa el ºC⁻¹

∆T: Incremento de temperatura que experimenta el líquido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el kelvin ( K ), aunque también se usa el ºC

Aunque la unidad de temperatura en el Sistema Internacional es el kelvín, por comodidad también se usa el ºC, en cuyo caso el coeficiente de dilatación del gas α se expresa en ºC⁻¹, aunque su valor es el mismo.

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El calor es simplemente otra forma de energía que puede medirse únicamente en términos del efecto que produce.

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El calor es una forma de energía
La energía no se crea ni se destruye solo se transforma

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La calorimetría es la ciencia de medir el calor de las reacciones químicas o de los cambios físicos. El instrumento utilizado en calorimetría se denomina calorímetro. La palabra calorimetría deriva del latino "calor".

El científico escocés Joseph Black fue el primero en reconocer la distinción entre calor y temperatura, por esto se lo considera el fundador de calorimetría.

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APLICACIÒN DE CALORIMETRIA EN LA QUIMICA

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APLICACIÒN DE CALORIMETRIA EN LA QUIMICA

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APLICACIÒN DE CALORIMETRIA EN LA QUIMICA

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 PRINCIPIOS GENERALES DE LA CALORIMETRÍA

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 PRINCIPIOS GENERALES DE LA CALORIMETRÍA

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El concepto de calor específico es necesario para medir las capacidades de diferentes materiales y utilizar la energía térmica para aumentar sus temperaturas.

La misma cantidad de energía térmica suministrada no produce el mismo aumento de temperatura en todos los materiales. Por esta razón, decimos que la temperatura es una cantidad fundamental. Su medición es necesaria para determinar la cantidad de calor perdido o ganado durante un proceso específico.

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FORMULA Y EJERCICIO

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FORMULA Y EJEMPLO

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Química : Calorimetría a presión constante 

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Química : Calorimetría a presión constante 

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Química : Calorimetría a presión constante - Utemvirtual Traful

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La capacidad calorífica molar de una sustancia química es la cantidad de energía que debe agregarse, en forma de calor , a un mol de la sustancia para provocar un aumento de una unidad en su temperatura . Alternativamente, es la capacidad calorífica de una muestra de la sustancia dividida por la cantidad de sustancia de la muestra; o también la capacidad calorífica específica de la sustancia multiplicada por su masa molar .

La unidad SI de calor específico es joule por kelvin por mol, J⋅K −1 ⋅mol −1 .

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 Valores aproximados del calor específico y capacidad calorífica molar(a presión constante)

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 Valores aproximados del calor específico y capacidad calorífica molar(a presión constante)

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Los tres métodos de transferencia de calor: (a) conducción, (b) convección y (d) radiación.

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Nos hemos referido al calor como una forma de energía en tránsito. Siempre que hay una diferencia de temperatura entre dos cuerpos o entre dos partes de un mismo cuerpo se dice que el calor fluye en la dirección de mayor a menor temperatura.

Hay tres métodos principales por los que ocurre tal intercambio de calor: conducción, convección y radiación.

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Valores típicos del coeficiente de transferencia de calor por convección

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Valores típicos del coeficiente de transferencia de calor por convección

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La temperatura no aumenta durante tal cambio de fase.

El cambio de fase de sólido a líquido se llama fusión, y la temperatura a la cual se produce ese cambio se conoce como el punto de fusión.

La cantidad de calor requerido para fundir una unidad de masa de una sustancia en su punto de fusión se llama el calor latente de fusión de esa sustancia.

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Usamos el término fase para describir un estado específico de la materia, como sólido, líquido o gaseoso.
Una transición de una fase a otra es un cambio de fase. Para una presión dada, los cambios de fase se dan a una temperatura definida, generalmente acompañada por absorción o emisión de calor, y un cambio de volumen y densidad.

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Calores de fusión y calores de vaporización de diversas sustancias

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Calores de fusión y calores de vaporización de diversas sustancias

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La figura muestra cómo varía la temperatura cuando agregamos calor continuamente a una muestra de hielo con una temperatura inicial menor que 0 °C (punto a).

La temperatura aumenta hasta llegar al punto de fusión (punto b).

Al agregar más calor, la temperatura se mantiene constante hasta que se derrite todo el hielo (punto c).

Luego, la temperatura aumenta otra vez hasta llegar al punto de ebullición (punto d)

donde se mantiene constante otra vez hasta que toda el agua ha pasado a la fase de vapor (punto e).

Si la tasa de aporte de calor es constante, la pendiente de la línea para la fase sólida (hielo) está más inclinada que para la fase líquida (agua)

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El calor latente de fusión Lf de una sustancia es el calor p o r unidad de masa necesario para cambiar la sustancia de la fase sólida a la líquida a su tempera tura de fusión.

Lf = Q /m

Q= mLf

El calor latente de fusión L se expresa en joules por kilogramo (J/kg), calorías por gramo (cal/g), o Btu por libra (Btu/lb). A 0°C, 1 kg de hielo absorberá aproximadamente 334 000 J de calor en la formación de 1 kg de agua a 0°C. Por tanto, el calor latente de fusión para el agua es de 334 000 J/kg.

El término latente surge del hecho de que la temperatura permanece constante durante el proceso de fusión. El calor de fusión en el caso del agua es cualquiera de los siguientes:

3.34 X 10^5 J/kg

334 J/g

80 cal/g o 144 Btu/lb

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El cambio de fase de un líquido a vapor se llama vaporización, y la temperatura asociada con este cambio se llama el punto de ebullición de la sustancia.

La cantidad de calor necesaria para evaporar una unidad de masa se llama calor latente de vaporización.

El calor latente de vaporización Lv de una sustancia es el calor p o r unidad de masa necesario para cambiar la sustancia de líquido a vapor a su temperatura de ebullición.

Lv= Q/m

Q = mLv

El calor latente de vaporización Lv se expresa en unidades de joule por kilogramo, calorías por gramo, o Btu por libra. Se ha encontrado que 1 kg de agua a 100°C absorbe 2 260 000 J de calor en la formación de 1 kg de vapor a la misma temperatura.

El calor de vaporización para el agua es:

2.26 X1O^6 J/kg

2260 J/g

540 cal/g o bien 970 Btu/lb

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La cantidad de calor por unidad de masa, o por unidad de volumen, cuando la sustancia se quema por completo se llama el calor de combustión.

La unidades de uso común son el Btu por libra masa, el Btu por pie cúbico, las calorías por gramo, y las kilocalorías por metro cúbico.

Por ejemplo, el calor de combustión del carbón, es aproximadamente de 13 000 Btu/lbm. Esto significa que cada libra de carbón cuando se quema por completo, libera 13 000 Btu de energía calorífica.

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Sears F.(1972). Temperatura y Calor.Madrid-España: Ediciones Tolle, Lege Aguilar.

Cengel, Y. A. (2016). “Transferencia de calor y masa” McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V. 3ra. Edición.México.

TIPPENS, P. E. (2009). FISICA: CONCEPTOS Y APLICACIONES: INCLUYE MANUAL DE LABORATORIO (1a. ed., 3a. reimp.). BOGOTA: MCGRAW-HILL INTERAMERICANA

REFERENCIAS
https://www.montereyinstitute.org/courses/DevelopmentalMath/TEXTGROUP-1-8_RESOURCE/U06_L3_T1_text_final_es.html

https://www.youtube.com/watch?v=CbveB0QrUdI&t=332s

https://www.youtube.com/watch?v=EvLYkGTcqDU

https://www.youtube.com/watch?v=2XT8Qglyy_8