ESCALA DE KELVIN.

Los primeros termómetros hicieron usos de los puntos del hielo y del vapor como temperaturas estándar. Sin embargo, por diferentes reacciones térmicas estos puntos son experimentalmente difíciles de duplicar. Por esta razón en 1954 el comité Internacional sobre Pesas y Medidas adoptó una nueva escala de temperaturas basada en un solo punto fijo, con b igual a cero. El punto triple del agua que corresponde a la temperatura y presión únicas en las que el agua, el vapor del agua y el hielo puedan coexistir en equilibrio, se eligió como una temperatura de referencia conveniente y reproducible. El punto triple del agua ocurre a una temperatura aproximadamente de 0.01 C y a una presión de 0.61 Kpa. La temperatura en el punto triple del agua en la nueva escala se tomo como 263.16 K, abreviando 273.16 K. Esta selección se hizo para que la vieja escala de temperatura basada en los puntos de hielo y del vapor coincidieran cercanamente con la nueva escala basada en el punto triple. Esta nueva escala se denomina escala de temperatura termodinámica y la unidad SI de la temperatura termodinámica,

EL KELVIN, SE DEFINE COMO LA FRACCIÓN 1/273.16 DE LA TEMPERATURA DEL PUNTO TRIPLE DEL AGUA.

ESCALA DE LA TEMPERATURA CELSIUS Y FAHRENHEIT.

La temperatura celsius Tc, esta desplazada respecto de la escala absoluta (o Kelvin)T en 273.15 , ya que, por definición, el punto triple del agua (273.16K) corresponde a 0.01 C. Por lo tanto:

Tc=T-273.15

A partir de esto se ve que el tamaño de un grado en la escala kelvin es igual al de la escala Celsius. En otras palabras, una diferencia de temperaturas de 5K las dos escalas solo difieren en la elección del punto cero. Además, el punto del hielo (273.15 K) corresponde a 0.0 C, y el punto del vapor (273.15 K)es equivalente a 100.00 C.

Otra escala utilizada en los Estados Unisdos es la escala Fahrenheit. La temperatura Fahrenheit se relaciona con la temperatura celsius a través de la expresión:

Tf=9/5 Tc + 32 F

De esta expresión se concluye que el punto del hielo (0.00 C) es igual a 32 F y el punto del vapor (100.00 C) es iguala 212 F

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ESCALA DE TEMPERATURA ABSOLUTA.

Es deseable definir una escala de temperaturas que sea independiente de las propiedades de un material. Es posible determinar la escala de temperatura con referencia a la temperatura de algún punto fijo. La escala de la temperatura absoluta se define escogiendo 273.16 K como la temperatura absoluta del punto triple del agua.

La escala de la temperatura absoluta es idéntica a la escala de la temperatura de un gas ideal y es independiente de las propiedades de la sustancia de trabajo. Por lo tanto, puede aplicarse incluso a temperaturas muy bajas.

PRESION.

La presión en un punto determinado del fluido se puede medir con un dispositivo que consta de un cilindro vacío donde se encuentra un pistón ligero conectado a un resorte. A ,medida que el dispositivo se sumerge en el fluido, este presiona hacia abajo la parte superior del pistón y comprime el resorte hasta que la fuerza hacia adentro que ejerce el fluido se equilibra con las fuerzas hacia fuera que ejerce el resorte. La presión del fluido se puede medir directamente si se tiene un resorte que antes ha sido calibrado. Esto se puede lograr aplicando una fuerza conocida al resorte para comprimirlo a una distancia conocida.

SI F ES LA MAGNITUD DE LA FUERZA NORMAL SOBRE EL PISTON Y A ES EL AREA DEL PISTON, ENTONCES LA PRESION P DEL FLUIDO EN EL NIVEL EN EL CUEL SE HA SUMERGIDO EL DISPOSITIVO SE DEFINE COMO LA RAZON DE LA FUERZA AL AREA.

P= F/A

La presión dentro de un fluido no es la misma para todos los puntos. Para definir la presión en un punto determinado, considerese un fluido confinado, si la fuerza normal ejercida por el fluido es F sobre un elemento de la superficie del área A, entonces la presión en ese punto es:

Como se vera en la siguiente sección la presión en un fluido sujeto a fuerzas de gravedad varia con la profundidad. Por lo que, para obtener la fuerza total sobre una pared plana del contenedor se debe integrar la ecuación sobre toda la superficie. Dado que la presión es la fuerza por unidad de área, esta tiene unidades de N /m en el sistema SI. En el sistema SI de unidades la unidades de presión se conoce como Pascal (Pa).

1Pa= 1N/m.

VOLUMEN.

Debido a que las dimensiones lineales de los cuerpos cambia con la temperatura se deduce que el área y el volumen de un cuerpo también cambian con la temperatura, el cambio en el volumen a presión constante es proporcional al volumen original V y al cambio en la temperatura de acuerdo con la relación donde B es el coeficiente promedio de expansión volumétrica. Para un sólido isotrópico el coeficiente de expansión volumétrica es el triple del coeficiente de dilatación lineal, o B=3 a (un sólido isotrópico es uno en el que el coeficiente de dilatación lineal es el mismo en todas las direcciones). Por lo tanto la ecuación es

AV= 3 V T

Por lo general, los líquidos aumentan su volumen al aumentar la temperatura y tienen coeficientes de expansión volumétrica aproximadamente diez veces más grande que el de los sólidos.