Sensors de mesurament de temperatura

Temperatura. Què és?

Temperatura. Què és?

La temperatura és una magnitud física de la matèria que expressa quantitativament les nocions comunes de calor i fred. Els objectes de baixa temperatura són freds, mentre que objectes de temperatures més altes els considerem tebis o calents. La temperatura es mesura quantitativament amb termòmetres. Els termòmetres poden ser calibrats respecte a diferents escales de temperatura.

Escales per mesurar la temperatura

Les tres escales més habituals per mesurar la temperatura són:

  • L'escala Celsius (graus centígrads)
  • L'escala Kelvin
  • L'escala Fahrenheit

Gairebé tothom utilitza l'escala Celsius (° C) per a la mesura de la majoria de les temperatures. La variació de temperatura entre un grau i el següent en una escala Celsius és la mateixa variació que en una escala Kelvin. La diferència entre les escales Celsius i Kelvin està en la fixació del seu punt nul: a la Esala Celsius 0ºC corresponen al punt de congelació de l'aigua. Aquesta temperatura expersada en l'escala Kelvin correspon als 273,15 kelvins (273,15 K). El punt Nuclo de l'escala Kelvin, els 0 kelvins, correspon a la temperatura mínima a la qual podria arribar teòricament un cos. Més fred que els 0 kelvins és impossible.

No obstant això, hi ha alguns pocs països, sobretot els Estats Units, on encara s'utilitza l'escala Fahrenheit a la vida diària. Es tracta d'una escala de temperatures històrica en què el punt de congelació de l'aigua es troba als 32 ° F i la temperatura d'ebullició de l'aigua es troba als 212 ° F.

La unitat de mesura de la temperatura en el Sistema Internacional d'Unitats (SI) és el Kelvin. El Kelvin, és per tant, la unitat usada pels científics.

A efectes pràctics de la mesura de la temperatura dins dels camps de la ciència, el Sistema Internacional d'Unitats (SI) defineix una escala i una unitat per a la temperatura termodinàmica basant-se en el punt triple de l'aigua. El punt triple és aquell en el qual coexisteixen en equilibri l'estat sòlid, l'estat líquid i l'estat gasós d'una substància. Es defineix amb una temperatura i una pressió de vapor. El punt triple de l'aigua és un segon punt de referència fàcilment reproduïble.

Per raons històriques, el punt triple de l'aigua ha estat fixat en 273,16 unitats de l'interval de mesura. Aquest interval es diu kelvin (en minúscula) representat amb el símbol K (en majúscula) en honor del físic escocès William Thomson (Lord Kelvin) que va definir per primera vegada l'escala.

La temperatura i la termodinàmica

La transferència de calor està relacionada en el canvi de temperatura si no hi ha canvi de fase. Termodinàmica.

Una de les principals propietats estudiades en el camp de la termodinàmica és la temperatura. A la termodinàmica són especialment importants les diferències de temperatura entre diferents regions de la matèria. Aquestes diferències són les que permeten el moviment de la calor d'una regió a una altra. La calor és que és la transferència de l'energia tèrmica.

Espontàniament, la calor flueix només de les regions de major temperatura a les regions de menor temperatura. Tal com s'estableix en la segona llei de la termodinàmica en l'enunciat de Clausius. De manera que si no es transfereix calor entre dos objectes és perquè tots dos objectes tenen la mateixa temperatura.

Segons l'enfocament de la termodinàmica clàssica, la temperatura d'un objecte varia proporcionalment a la velocitat de les partícules que conté. No depèn del nombre de partícules (de la massa) sinó de la seva velocitat mitjana: a major temperatura major velocitat mitjana. Per tant, la temperatura està lligada directament a l'energia cinètica mitjana de les partícules que es mouen en relació al centre de massa de l'objecte.

La temperatura és una variable intensiva, ja que és independent de la quantitat de les partícules contingudes a l'interior d'un objecte, ja siguin àtoms, molècules o electrons. La temperatura és una propietat que no depèn ni de la quantitat de substància ni del tipus de material.

Com es mesura la temperatura?

Per poder determinar la temperatura d'un sistema, aquest ha d'estar en equilibri termodinàmic. Es pot considerar que la temperatura varia amb la posició només si per a cada punt hi ha una petita zona al seu voltant que es pot tractar com un sistema termodinàmic en equilibri. A la termodinàmica estadística, en comptes de partícules es parla de graus de llibertat. En termodinàmica, es diu que un sistema es troba en estat d'equilibri termodinàmic, si és incapaç d'experimentar espontàniament algun canvi d'estat o procés termodinàmic quan està sotmès a unes determinades condicions de contorn.

En un enfocament més fonamental, la definició empírica de la temperatura es deriva de les condicions de l'equilibri tèrmic, que són expressades al principi zero de la termodinàmica. Quan dos sistemes estan en equilibri tèrmic tenen la mateixa temperatura. L'extensió d'aquest principi com una relació d'equivalència entre diversos sistemes justifica fonamentalment la utilització del termòmetre i estableix els principis de la seva construcció per mesurar la temperatura. Tot i que la llei zero de la termodinàmica permetria la definició empírica de moltes escales de temperatura, la segona llei de la termodinàmica selecciona una única definició com la preferida: la temperatura absoluta, coneguda com temperatura termodinàmica.

Aquesta funció correspon a la variació de l'energia interna pel que fa als canvis en l'entropia d'un sistema. El seu origen natural, intrínsec o punt nul és el zero absolut, on l'entropia de qualsevol sistema és mínima. Tot i que aquesta és la temperatura mínima absoluta descrita pel model, la tercera llei de la termodinàmica postula que el zero absolut no pot ser aconseguit per cap sistema físic.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 9 de novembre de 2016

Tornar