Tema 5. Temperatura

Temperatura

La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia, es decir que podemos describir la temperatura de un objeto como aquello que determina la sensación de cuanto un objeto está caliente o frío cuando estamos en contacto con él.

Si tenemos dos objetos se encuentran en contacto térmico a distintas temperaturas, el que posea la mayor temperatura se enfriará y el que tenga menor temperatura se calentará hasta tal punto que ambos  alcancen la misma temperatura y no se detectan cambios entonces se encuentran en  equilibrio. 

Termómetro

El termómetro es el instrumento que usamos para medir cuantitativamente la temperatura de un sistema. El termómetro de mercurio es el más usado , contiene un bulbo lleno de mercurio, y se permite que se expanda en un tubo capilar (muy fino). Su tasa de expansión es calibrada por la escala en el vidrio. A medida aumenta la temperatura se expande hacia arriba linealmente. 

Escalas de la Temperatura 

 Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son :

Escala Celsius : e asigna el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC) a la temperatura de ebullición del agua.

Escala Kelvin:  se asignó el 0 a aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja posible). Esta temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius.

Para convertir ambas temperaturas, tenemos que tener en cuenta que:

T (K) = t(ºC) + 273

Escala Fahrenheit: Mayormente usada en Estados Unidos , En la escala Fahrenheit, el punto de fusión del agua es de 32 grados, y el de ebullición es de 212 grados. Una diferencia de 1,8 grados Fahrenheit equivale a la de 1 grado centígrado. 

Enlace

Si pulsa el link abajo, puede encontrar una aplicación para el cálculo de conversiones de Temperatura para los diferentes Sistemas de Unidades. 

http://www.metric-conversions.org/temperature/

En este video podemos observar como los efectos que tiene la temperatura  en la velocidad de reacción.

Cálculos con Temperatura

1. ¿ Qué temperatura tiene un gas que ocupa 300 ml a 568 mm Hg y   con una masa 

 de 0.345 moles ?

a) Asuma que se trata de un gas ideal b) Expresar su respuesta en grados Fahrenheit. 

Solución: El enunciado plantea que es un gas ideal por tanto usaremos la ecuación PV=nRT

1. Convertir todas las unidades necesarias para efectuar el cálculo correctamente. 

300ml* (1 L/ 1000 ml)= 0.3L

568mmHg*( 1 atm / 760 mm Hg )= 0.747 atm

R= 0.0821 atm¨L/ mol*Kelvin 

2. Despejar para la variable T en la ecuación de Gas Ideal

PV/ nR = T

3. Sustiuyendo 

(0.747 atm)*(0.3L)/(0.345 mol)*(0.0821 atm*L /mol*K) = 7.91K 

4. Expresar respuesta en Fahrenheit. 

Si 

K = 273+ Grados Celsius    (Ecuación 1)

9/5C+32 =Grados Fahrenheit     (Ecuación 2)

4.1 Primero debemos encontrar la respuesta en Grados Celsius 

Grados Celsius = K-273 

Grados Celsius= 7.91- 273= - 265.09 

4.2 Susituyendo el valor de Grados Celsius en la Ecuación 2. 

1.8(- 265.09) + 32= F

-445.2 = Grados Fahrenheit. 

R= La temperatura del gas es -445.2 Grados Fahrenheit. a 768 mm Hg y 0.3 L. 

2. Transformar 600 Grados Rankine a Grados Celcius  mediante la siguiente ecuación:

R =

ºC * 1.8000

+ 491.67

Despejando para ºC  , tenemos qué :

(R  - 491.67)/(1.8000) =  ºC 

 ºC =  ((600-491.67))/(1.8000)= 60.18 ºC

REFLEXIÓN 

Escogí la temperatura que  es un contenido que puede ser muy simple, pero no deja de ser fundamental en los cálculos de muchas operaciones. La temperatura es un factor que puede producir cambios en un sistema y que los cambios van acompañados de condiciones específicas. Pude experimentar  la importancia de la temperatura en la Química de los Alimentos, ver cómo la temperatura afecta directamente la deshidratación de los alimentos, que cada uno posee una temperatura adecuada de cocción ya que tienden a perder sus propiedades cuando se someten a temperaturas muy elevadas o muy bajas. Actualmente la medición de la temperatura  es muy moderna y hasta puede regularse, esto nos ayuda mucho para optimizar recursos y para hacer los procedimientos correctamente. También la temperatura determina propiedades de las sustancias por ejemplo la densidad, la viscosidad la pureza, punto de ebullición, de fusión calores de disolución y de deshidratación y otros. La temperatura nos da pautas de trabajo, algunos procedimientos requieren de ciertas temperaturas, si éstos procesos no resultan lo esperado , no tendremos un buen producto, por eso  y más la temperatura es importante conocerla, en todos los Sistemas de  Unidades y utilizar correctamente todas aquellas ecuaciones en las que se ve relacionada. 

Me gusta mucho este tema porque de él dependen muchos procesos, es bastante práctico y al manipular las temperaturas se debe ser muy cauteloso y precavido.