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Temperatura y su metrología. Por: Angie Tatiana Domínguez Jordán. Luis Fernando Urrego Sastre. Diego Jiménez Carmona. Cristian Rodrigo Bustamante. Jeisson Hernán Vasco Orozco. Tania Valentina Castillo Delgado . INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN. ¿Qué es la temperatura? La temperatura es una magnitud que adquiere el mismo valor en dos sistemas puestos en contacto térmico entre sí, a los cuales se les permite arribar al equilibrio térmico. La temperatura es un indicador de la energía térmica promedio de las partículas en una sustancia, contenida en los procesos de traslación, rotación y vibración de sus moléculas. Escala de la Temperatura. La temperatura es reconocida como una de las siete magnitudes de base del Sistema Internacional de Unidades (SI). De acuerdo como lo indica T. Quinn, en su libro titulado “Temperature”, la medición de la temperatura termodinámica es compleja, requiere de mucho tiempo de realización y la repetibilidad que se consigue con un termómetro que mide temperatura termodinámica, por ejemplo, con el mejor termómetro de gas, es mayor que la que se obtiene con un termómetro de resistencia. Dado que para la mayoría de las aplicaciones resulta más importante la facilidad de uso y la reproducibilidad se utiliza una escala práctica como lo es la Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) Patrón de temperatura. Debido a la gran practicidad de tener una escala igual internacionalmente en octubre de 1989 se aprobó la escala internacional de temperatura de 1990 (ITS-90) que aún rige actualmente. La ITS-90 define por analogía a la Temperatura Kelvin Internacional (T90) y a la Temperatura Celsius Internacional (t90), mediante: Por otro lado, la temperatura (T90) que se mide siguiendo los lineamientos de la ITS-90 no es estrictamente la temperatura termodinámica sino una muy buena aproximación de ella. De hecho y de acuerdo al propio texto de la ITS-90: “La ITS-90 ha sido construida en forma tal que, en todo su rango, para cualquier valor de temperatura, el valor numérico de T90 es una aproximación cercana al valor numérico de T, de acuerdo con las mejores estimaciones (disponibles) al momento de adoptar la escala”. La escala se actualiza periódicamente (la versión anterior es de 1968, la cual se corrigió en 1975) y para ello se nutre de los resultados de las investigaciones que se van realizando, las cuales tienen en cuenta las mejores mediciones de temperatura realizadas en el ámbito de la termometría científica. En el documento donde se aprueba la ITS-90 Se Determina el tipo de termómetro que se debe usar, según la porción de la escala que se desea implementar. Se definen los puntos fijos termométricos o estados de equilibrio térmico, correspondientes a cambios de fase de sustancias puras, a los cuales asigna un valor de temperatura termodinámica. Estos puntos fijos son utilizados por esta escala como referencias de temperatura. Se Proporcionan leyes de interpolación y extrapolación, que permiten obtener valores de temperatura diferentes a aquellos correspondientes a los puntos fijos. Ilustración 1Esquema de la ITS-90 2 INSTRUMENTOS MEDIDORES DE TEMPERATURA. Termómetro de vidrio o de líquido. Su operación está basada en la expansión del líquido con el incremento de la temperatura, provocando que el líquido avance por el tubo capilar. Termómetro de resistencia. Basan la toma de la temperatura en un alambre de platino integrado dentro del termómetro. Este alambre va ligado a una resistencia eléctrica que cambia en función de la temperatura, es mucho más preciso que el termómetro de vidrio. Termopar (Termómetro de Contacto). Miden la temperatura a partir de una resistencia eléctrica que produce un voltaje el cual varia en función de la temperatura de conexión. Termómetros Bimetálicos. Formados por dos lamina de metales de distintos coeficientes de dilatación. Cuando hay algún cambio de temperatura, uno de los metales se curva antes que el otro y el movimiento se traduce en una aguja que a su vez marca en una escala la temperatura. 3 Termómetros de gas. Pueden funcionar a presión constante o a volumen constante y debido a su tamaño, precio y complejidad solo se utilizan como termómetros patrón en los laboratorios con el fin de calibrar otros termómetros, ya que es un sistema muy preciso de medir temperatura. REFERENCIAS. [1] Quinn, T. J. Temperature. (1990). London: Academic. [2] García, M. L. Martínez, P. (2014). Educamix. Temperatura. Recuperado de http://www.educamix.com/educacion/3_eso_materiales/b_ii/conceptos/b2_1_temperatura.htm [3] Terrien, J. (1968). News from the International Bureau of Weights and Measures. Metrologia 4(1), 41. doi:10.1088/0026-1394/4/1/006 [4] Preston-Thomas, H. (1990). The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90). Metrologia, 27(1), 3-10. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002 [5] Bureau International des Poids et Mesures, BIPM. (2006). The International System of Units (SI). 8th edition. Recuperado de http://www.bipm.org/en/si/si_brochure [6] Rusby, R. (2012). Thr Beginner´s Guide to Temperature Measurement. NPL Measurement Good Practice Guide No. 125. Recuperado de http://www.npl.co.uk/upload/pdf/Beginner%27s%20guide%20to%20temperature%20measurement%2 0v1_1.pdf 4