TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que este se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.

ESCALAS TERMOMÉTRICAS

Las principales escalas termométricas son tres:

Escala Fahrenheit.

Escala CELCIUS.

Escala absoluta o KELVIN.

La escala Fahrenheit toma como cero una temperatura que está por debajo del punto de fusión del hielo, por lo tanto para el hielo indica una temperatura de 32º F.

Para el agua hirviendo o vapor indica 212º F.

Escala Celsius

La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta escala divide el rango entre las temperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins (K).

Cómo Convertir Temperaturas

A veces hay que convertir la temperatura de una escala a otra. A continuación encontrará cómo hacer esto.

1. Para convertir de ºC a ºF use la fórmula:   ºF = ºC x 1.8 + 32.
2. Para convertir de ºF a ºC use la fórmula:   ºC = (ºF-32) ÷ 1.8.
3. Para convertir de K a ºC use la fórmula:   ºC = K – 273.15
4. Para convertir de ºC a K use la fórmula: K = ºC + 273.15.
5. Para convertir de ºF a K use la fórmula: K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15.
6. Para convertir de K a ºF use la fórmula:   ºF = 1.8(K – 273.15) + 32.

DILATACIÓN 

La dilatación en Física es el aumento de un cuerpo en su volumen, éste se hace más grande (más largo o ancho, o ambas cosas).

La dilatación puede ocurrir por una variación de temperatura a presión constante. Esto se conoce como dilatación térmica. Cuando un cuerpo sólido (sobre todo plano) se calienta, se dilata en largo y ancho aumentando su superficie, pues el calor otorga a sus moléculas energía, lo que las hace vibrar intensamente, necesitando entre ellas un espacio mayor. El coeficiente medio de dilatación superficial es el aumento de su unidad de superficie, al aumentar su temperatura en un grado. La letra griega gamma es la que lo representa. La dilatación lineal (aumento de longitud) en un cuerpo alargado, es proporcional al aumento de temperatura en pequeños intervalos La dilatación de los gases es mucho mayor que la que sufren los líquidos o los sólidos.

La dilatación térmica es el proceso por el cual los cuerpos aumentan su volumen debido a su temperatura. Afecta a todos los estados de agregación de la materia.

TEOREMA DE BERNOULLI

En dinámica de fluidos, el principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

Q= V x A

Q1=Q2

Aplicaciones del teorema

• Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.
• La ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella, se reducirá la presión.
• La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.
• En un carburador de automóvil la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.
• La tasa de flujo de fluido desde un tanque está dada por la ecuación de Bernoulli.
• En oxigeno-terapia, la mayor parte de sistemas de suministro de débito alto utilizan dispositivos de tipo Venturi, el cual esta basado en el principio de Bernoulli.

Teorema de Torricelli

FORMULA DE TORRICELLI

Evangelista Torricelli, fue un físico y matemático italiano, que comprobó una aplicación del principio de Bernoulli, el cual establecía que un líquido en movimiento, a través de una tubería, contiene en todos los puntos una energía Total igual (suma de E. Presión + E. Cinética + E. Potencial). A esto, Torricelli se preguntaba, ¿qué pasa cuando un líquido esta en reposo, y al recipiente que lo contiene se le hace un pequeño orificio?

EL teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio.

La velocidad de salida de un fluido por un orificio es la misma que adquiriría un cuerpo que cayese libremente, partiendo del reposo, desde una altura h.

La velocidad con que sale un líquido por un orificio es mayor conforme aumenta la profundidad.

COMPROBACIÓN DEL TEOREMA DE TORRICELLI