Page 289 - Fisica General Burbano

300 TEMPERATURA Y DILATACIÓN. TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

La magnitud variable que se emplea en este termómetro es el volumen de una masa de mer-
curio encerrada en un depósito prolongado por un tubo capilar vacío. Al aumentar o disminuir la
temperatura el mercurio asciende o desciende por el capilar.
Supongamos que la longitud de la columna termométrica sea l a la temperatura de fusión de
0
hielo, y l 100 la longitud correspondiente a la temperatura de vapor de agua en ebullición a 76 cm
de mercurio; l 100 – l 0 es el aumento de longitud; si dividimos este intervalo en 100 partes:
(l 100 – l )/100 es la variación de longitud que corresponde a un grado.
0
Siendo l la longitud a otra temperatura, la diferencia l – l es la variación de longitud desde la
t
t
0
temperatura de fusión del hielo a la t. La aplicación de la fórmula (1) nos da para valor del inter-
valo de temperatura comprendido entre el punto de fusión del hielo hasta t:
l - l 0
t
Dt = 100
l 100 - l 0
Si a la temperatura de fusión del hielo la llamamos «cero grados», Dt =t – 0 nos indica que el
valor de la temperatura t es en este caso:
l - l
t = t 0 100
l 100 - l 0
fórmula aplicable al TERMÓMETRO CENTÍGRADO o CELSIUS (Anders, 1701-1744).
El límite inferior de temperatura en el termómetro de mercurio está determinado por la tempe-
ratura de solidificación de éste (– 38,87 ºC). Para la medida de temperaturas más bajas se em-
plean como líquidos termométricos, alcohol, pentano, etc., cuyas temperaturas de solidificación
son inferiores a la del mercurio.
El GRADO KELVIN (Sir Wiliam Thomson. Desde 1982 Lord Kelvin, 1824-1907) es la unidad
patrón y es la que se emplea en el SI. La ESCALA KELVIN o ABSOLUTA de temperatura se relaciona con
la escala centígrada por medio de la ecuación:

T =+273 16, (2)
t
En la mayoría de los cálculos en Termodinámica se emplean las temperaturas absolutas.
La relación entre la temperatura centígrada (t) y la absoluta (T) se ve claramente en la Fig.
XIV-2.

El intervalo de temperatura correspondiente a uno cualquiera en la escala Kelvin es idénti-
co en la centígrada: DT =Dt.
A la temperatura centígrada t =–273,16 ºC le corresponde el CERO ABSOLUTO DE TEMPERATURA
(T =0 K), llegar a esta temperatura o por debajo de ella no es posible, es un límite impuesto por la
Naturaleza.
XIV – 5. Escalas termométricas MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
Fig. XIV-2.– Escala Kelvin de tempe- Se diferencian las diversas escalas en los números que indican los puntos fijos del termómetro
ratura.
y en el número de partes en que se ha dividido su intervalo fundamental.
Celsius o centígrada
En la escala Kelvin el punto de fusión del hielo a la presión normal es el
Reáumur
0 Fahrenheit 100
273,16 y el de ebullición del agua el 373,16 estando dividido el intervalo fundamental en
0 80
32 212
100
100 grados.
80
180
Las fórmulas de paso de una escala a otra son la (2) y:

C R F - 32 C R F - 32
100 = 80 = 180 Þ 5 = 4 = 9

Las escalas Fahrenheit (Gabriel Daniel, 1686-1736) y Réaumur (René Antoine, 1683-1757)
son casi exclusivamente de interés histórico; definiéndolas pretendemos mostrar la naturaleza ar-
bitraria de la elección de los puntos fijos. La escala Celsius se usa casi con exclusividad en todo
el mundo.
PROBLEMAS:1 al 6.