Práctica 3 temperatura

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL 
AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
Laboratorio de Termodinámica 
 
Informe de Práctica 3: Temperatura. 
 
No. Equipo: 5 
 
Integrantes: 
Rivera Aguirre Pablo Hilario. 
Luna Hernández Francisco Javier. 
Navarro Gutiérrez Francisco Sebastian. 
 
Grupo: 54 
 Profesora: Lorena De Anda Aguilar 
 
Fecha de Entrega: 13 de Marzo del 2020 
 
 
 
Objetivos: 
 
- Que el alumno entienda la ley cero de la termodinámica y el concepto de temperatura. 
- Que el alumno aprenda la aplicación de la ley cero de la termodinámica para crear nuevas 
escalas de temperatura. 
- Proponer una nueva escala de temperatura y poder compararla con la escala Celsius. 
 
Introducción: 
 
La ley cero de la termodinámica establece que un cuerpo A y 
un cuerpo B no están en contacto térmico directo, pero 
ambos se encuentran en equilibrio térmico con un cuerpo C, 
con una pared diatérmica, entonces A y B se encuentran en 
equilibrio térmico. 
Con base a esto se puede definir que la temperatura es 
cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico. Gracias a esto se pudieron crear escalas 
para medir esta temperatura usando propiedades termométricas, la más común es la de la 
expansión del mercurio en un tubo capilar, y poniendo puntos fijos empíricos dependiendo 
de la escala de la que se esté hablando. 
Las escalas empíricas más usadas son la escala Celsius (ºC) la cual tiene un punto inferior 
igualado a 0 en la temperatura de fusión del hielo y un punto superior en la temperatura de 
ebullición del agua, dividiendo entre 100 a este rango de valores; y escala Fahrenheit (ºF) la 
cual tiene su 0 la temperatura de hielo con sal, y su 100 la temperatura del cuerpo humano. 
Las escalas absolutas más conocidas son Kelvin y Rankine, estas no tienen valores 
negativos y su 0 es absoluto puesto matemáticamente cuando en un gas ideal, su volumen 
sea 0. 
Material utilizado: 
 
- 2 Termómetros de mercurio (-10 a 150 ºC) - Probeta de 100 mL 
- 1 vaso de precipitados de 600 mL - 1 vaso de precipitados de 250 mL 
- 1 frasco Dewar de 300 mL - 1 Resistencia eléctrica 
- 1 pedazo de masking tape - 1 regla de 30 cm. 
 
 
 
 
 
 
Procedimiento experimental: 
 
 
 
Resultados: 
 
Nuestra escala la nombramos: Facultad de química (ºFQ) 
 
Evento Temperatura (ºC) Temperatura (ªFQ) 
Punto de fusión del hielo (F) 1 -3.8 
Punto de ebullición del agua (E) 94 7 
80 mL agua caliente + 20 mL de agua fría (1) 55 2.4 
60 mL agua caliente + 40 mL de agua fría (2) 43 1 
40 mL agua caliente + 60 mL de agua fría (3) 34 0 
20 mL agua caliente + 80 mL de agua fría (4) 22 -1.4 
 
Ejemplo de cálculos 
ºFQ=​ (1 - 34)= -3.8760 
 
MÉTODO ANALÍTICO. 
= = ​ ºFQ= (ºC- 34) ºFQ = 0.116 ºC - 3.967 −0 ºFQ − 0 ºC−3494 − 34 7ºFQ 60ºC − 34 760 
 
MÉTODO GRÁFICO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análisis de resultados: 
 
Los eventos considerados para comparar la escala de temperatura Facultad de Química 
(°FQ) con la escala Celsius, reflejan que los puntos de la escala creada tienen un intervalo 
relativamente más pequeño, eventos que para la escala Celsius están separados por 
 
aproximadamente una decena de unidades (°C); en la escala Facultad de Química solo los 
separan algunos decimales. 
Considerando esto, el termómetro utilizado para medir la temperatura en la escala Facultad 
de Química sería muy práctico al visualizar los valores lo cual aumentaría su precisión, 
debido a que cada unidad entera de °FQ corresponden aproximadamente a 8 mm del 
termómetro. 
La desventaja de usar una escala con intervalos tan cortos de unidades es la dificultad para 
diferenciar eventos que se encuentran en una temperatura muy próxima. 
Sin embargo, considerando que 0°FQ se encuentra cerca de la temperatura corporal 
promedio del ser humano, a partir de este valor se puede intuir que valores debajo y arriba 
del 0°FQ podrían afectar la salud del organismo, lo cual beneficia en el momento de 
comparar temperaturas en las cuales podríamos estar en riesgo. 
Al querer encontrar la relación matemática entre las 2 escalas se puede elegir entre el 
método analítico y el gráfico. 
En el método analítico se realizó una relación entre los puntos 0°FQ y 7°FQ con sus 
respectivos valores equivalentes en la escala Celsius, al finalizar los cálculos 
correspondientes se obtuvo una relación de la forma: 
 y=a(x+b) 
y: grados en Escala Facultad de Química (°FQ) 
a: 0.116 °FQ/°C 
x: grados en la escala Celsius (°C) 
b: - 3.96 °C 
 
La gráfica °C vs °FQ realizada expone que la relación entre las 2 temperaturas se da la 
forma de la ecuación de una recta. 
y=mx+b 
Donde la escala Celsius es el término independiente, la escala Facultad de Química es el 
término dependiente, la pendiente de la recta tiene un valor de 18/155 y la ordenada al 
origen de -3.96. 
 
Conclusiones: 
 
La ley cero de la termodinámica permitió la creación de instrumentos para la medición de la 
temperatura. 
Dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico cuando ambos tienen el mismo valor de 
temperatura. 
Para crear un instrumento de medición de la temperatura se debe hacer uso de algún 
material con una propiedad termométrica. 
La escala de temperatura Facultad de Química es de tipo relativa por lo cual tiene valores 
negativos en su intervalo. 
El alcance de la escala FQ° es poco, ya que las condiciones y el proceso realizado son 
poco reproducibles. 
La escala de temperatura Facultad de Química tiene un intervalo menor comparándolo con 
el intervalo de la escala Celsius. 
 
 
Bibliografía: 
 
Levine I. (1990) ​Fisicoquímica ​. 3ª Ed. México: McGraw Hill Interamericana 
García C.(1972). ​I​ntroducción a la Termodinámica Clásica ​.2ª Ed. México: Trillas 
Granet I.(1988) ​Termodinámica ​. 3ª Ed. México:Prentice-Hall 
Gilbert W. Castellan.(1987) ​Fisicoquímica. ​2ª Ed. México: Pearson-Addison Wesley