Informe Lab Termo

UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA ‘‘SAN PABLO’’
UNIDAD ACADÉMICA REGIONAL COCHABAMBA.

Departamento de Ciencias Exactas e Ingeniería.
Laboratorio de Termodinámica
LABORATORIO 1
Escalas y medidas de temperatura y presión
INTEGRANTES:
 Marca Rocha Yerco
 Paredes Olguin Jose
 Velez Sanchez Danilza Fernanda
DOCENTE:
Dr. Marcos Luján
FECHA:
25/02/2021
1- INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
3. MARCO TEORICO
La temperatura es una magnitud física que expresa el grado o nivel de calor o frío de los
cuerpos o del ambiente. En el sistema internacional de unidades, la unidad de temperatura
es el Kelvin. A continuación, de forma generalizada, hablaremos de otras unidades de
medida para la temperatura.
En primer lugar podemos distinguir, por decirlo así, dos categorías en las unidades de
medida para la temperatura: absolutas y relativas.
- Absolutas son las que parten del cero absoluto, que es la temperatura teórica más baja
posible, y corresponde al punto en el que las moléculas y los átomos de un sistema tienen la
mínima energía térmica posible.
- Kelvin (sistema internacional): se representa por la letra K y no lleva ningún símbolo "º"
de grado. Fue creada por William Thomson, sobre la base de grados Celsius, estableciendo
así el punto cero en el cero absoluto (-273,15 ºC) y conservando la misma dimensión para
los grados. Esta fue establecida en el sistema internacional de unidades en 1954.
- Relativas por que se comparan con un proceso fisicoquímico establecido que siempre se
produce a la misma temperatura.
- Grados Celsius (sistema internacional): o también denominado grado centígrado, se

representa con el símbolo ºC. Esta unidad de medida se define escogiendo el punto de
congelación del agua a 0º y el punto de ebullición del agua a 100º , ambas medidas a una
atmósfera de presión, y dividiendo la escala en 100 partes iguales en las que cada una
corresponde a 1 grado. Esta escala la propuso Anders Celsius en 1742, un físico y
astrónomo sueco.
- Grados Fahrenheit (sistema internacional): este toma las divisiones entre los puntos
de congelación y evaporación de disoluciones de cloruro amónico. Así que la propuesta de
Gabriel Fahrenheit en 1724, establece el cero y el cien en las temperaturas de congelación y
evaporación del cloruro amónico en agua. Este utilizo un termómetro de mercurio en el que
introduce una mezcla de hielo triturado con cloruro amónico a partes iguales. Esta
disolución salina concentrada daba la temperatura más baja posible en el laboratorio, por
aquella época. A continuación, realizaba otra mezcla de hielo triturado y agua pura, que
determina el punto 30 ºF, que después fija en 32 ºF (punto de fusión del hielo) y
posteriormente expone el termometro al vapor de agua hirviendo y obtiene el punto 212 ºF
(punto de ebullición del agua). La diferencia entre los dos puntos es de 180 ºF, que dividida
en 180 partes iguales determina el grado Fahrenheit.
Por su parte se denomina presión a la magnitud que relaciona la fuerza aplicada a una
superficie y el área de la misma (solo aplicada a fluidos). La presión se mide con
manómetros o barómetros.
Para sistema internacional de unidades:
Gigapascal (GPa), 109 Pa
Megapascal (MPa), 106 Pa
Kilopascal (kPa), 103 Pa
Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado
ortogonal a la fuerza (N/m², kg·m−1·s−2 o kg/m s2). Este nombre para la unidad se agregó
en 1971;1 antes de eso, la presión en el SI era expresada simplemente como newtons por
metro cuadrado.
Para sistema cegesimal:
Baria, igual a 1 dyn/cm² o 0.1 Pa.

Sistema técnico gravitatorio
Kilogramo-fuerza Kilopondio por metro cuadrado (kgf/m²)
Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm²)
Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm²)
Sistema técnico de unidades
Metro de columna de agua (m.c.a.)
Centímetro columna de agua
Milímetro columna de agua (mm.c.d.a.)
Atmósfera técnica (at), igual a 10 m.c.a. o 1 kgf/cm² (98,0665 kPa, o 14,223 psi).
Sistema inglés
KSI = 1000 PSI
PSI (del inglés pounds-force per square inch), unidad de presión básica de este sistema, que
es una libra fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in2)
Sistema técnico inglés
Pie columna de agua: un pie columna de agua es equivalente a 0,433 (lbf/in2), 2,989
kilopascales (kPa), 29,89 milibars (mb) o 0,882 (pulgadas de Hg)
Pulgada de columna de agua o pulgada de agua (pca): a 4 grados Celsius (39,2 °F), una
pulgada de agua es equivalente a 0,249082 kilopascales (kPa),2 usualmente redondeado a
0,2491 kPa.
Otros sistemas de unidades distintas
Atmósfera (atm) = 101325 Pa = 1013,25 mb = 760 mmHg
Milímetro de mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr)
Pulgadas de mercurio (pulgadas Hg)
4. ACTIVIDADES REALIZADAS
1. Buscar en la literatura al menos 5 unidades de medición diferentes, explicar el
origen de estas unidades y demostrar las equivalencias entre estas unidades.
La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Las
temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).
La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel
Fahrenheit, en 1724. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como
grados Fahrenheit (ºF).
La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico

británico que la diseñó en 1848. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins
(K).
Equivalencias:
1 bar =750,06168 Torr =14,50377psi=0,986923 atm
0ºC=273ºK=32ºF
2. Explicar el concepto de presión manométrica, relativa, atmosférica y presión

absoluta.
La presión manométrica. Cuando la presión se mide en relación con la presión

atmosférica se denomina presión manométrica, el término de presión manométrica se
aplica cuando en el sistema es mayor a la presión local (presión atmosférica). La última
escala de presión se desarrolló porque casi todos los manómetros registran cero cuando
están abiertos a la atmósfera. Las presiones de los manómetros son positivas si están
por encima de la presión atmosférica y negativas si están por debajo de la presión
atmosférica.
Presión absoluta. Cuando la presión se mide en relación con un vacío perfecto, se

llama presión absoluta (psia). Libras por pulgada cuadrada absoluta (psia) se utiliza
para dejar en claro que la presión es relativa a un vacío en lugar de la presión
atmosférica ambiental. Dado que la presión atmosférica al nivel del mar es de
alrededor de 101.3 kPa (14.7 psi), esto se agregará a cualquier lectura de presión
realizada en el aire al nivel del mar.
Presión atmosférica. La presión atmosférica es la presión en el aire circundante en o

«cerca» de la superficie de la tierra. La presión atmosférica varía con la temperatura y
la altitud sobre el nivel del mar. (Connor, 2019)
3. Explicar al menos tres sistemas de medición de la presión. Investigar y explicar
sobre el principio y mecanismo de estos sistemas de medición.
Barómetro; sirve para medir la presión en unidades de bares. La presión barométrica

es el valor de presión atmosférica que se mide en un punto cualquiera por encima del
nivel del mar.
Para medir los valores de la presión barométrica se emplea el barómetro. Este

instrumento fue inventado en 1643 por Evangelista Torricelli, quien utilizó un tubo
abierto por uno de sus extremos para introducir mercurio en su interior, verificando que
el nivel del mercurio bajaba hasta una altura de 760 mm, independientemente del
diámetro o la forma del tubo. De esta manera, llegó a la conclusión de que existía una
fuerza contraria que impedía que bajara el mercurio por debajo de ese valor.
Manómetro: utilizado para medir presión manométrica o presión relativa a la

diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en
aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica; cuando esta
cantidad es negativa se llama presión de vacío. Al principal mecanismo consiste en la
expansión axial de un fuelle permitiendo mover la aguja del nanómetro analógico.
Tubo de pilot: se utiliza para establecer la velocidad del flujo a través de la medición
de la presión de estancamiento (la presión en una rama paralela a la dirección del flujo
y ocluida en su otro extremo que es igual a la suma de la presión estática y la presión
dinámica. la presión estática es la presión de un fluido medida en un punto. la presión
total se mide en el extremo ocluido. el valor de la presión dinámica que depende de la
velocidad del flujo y su densidad se calcula por la diferencia entre las medidas, en este
caso con el desplazamiento del diafragma
Es utilizado para la medición del caudal, está constituido por dos tubos que detectan la
presión en dos puntos distintos de la tubería.
4. Mostrar un ejemplo de sistema de medición de presión en la industria que se

utilice para el monitoreo de algún proceso
Pruebas hidrostáticas (proceso): es la prueba de presión que deben someterse las
tuberías o recipientes para certificar su hermeticidad, sosteniendo la presión durante un
tiempo establecido utilizando agua como fluido de prueba. (PEMEX, 2005) véase la
fig. 5
Para pruebas a baja presión el sistema de medición permitirá registrar la presión y
temperatura durante un lapso de tiempo observando los cambios en el manómetro.
Para pruebas a altas presiones los registros de presión y temperatura se los hace a
través de un manógrafo de tipo reloj que registrará los cambios de dichos parámetros
en un lapso de 4 a 24 horas véase la fig.6
Fig. 1 Diagrama de operación de pruebas hidrostáticas a bajas presiones

Fig.2 grafica de registro de pruebas hidrostáticas. (PEMEX, 2005)
5. Explicar el origen y la definición de al menos 4 escalas de medición de

temperatura. Establecer los métodos para la conversión entre estas diferentes
escalas de temperatura y elaborar una gráfica de estas escalas de temperatura
versus la escala Kelvin.
Grados Celsius: Unos 20 años después de que Fahrenheit propusiera su escala de

temperatura para termómetro, el profesor sueco Anders Celsius definió una escala
mejor para medir la temperatura. Propuso usar el punto de ebullición del agua como
100 ° C y el punto de congelación del agua como 0 ° C . Se eligió el agua como
material de referencia porque siempre estuvo disponible en la mayoría de los
laboratorios de todo el mundo.
Grados Fahrenheit: El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de
temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala establece
como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F,
respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado
Celsius (°C).
Kelvin: La escala de temperatura Kelvin es una escala de temperatura absoluta con

cero en cero absoluto.
Esta escala es una escala de temperatura termodinámica (absoluta) donde el cero

absoluto es cero (0 K). La teórica ausencia de energía.
Al ser una escala absoluta, no tiene grados. Esta es una diferencia respecto a las
escalas Celsius y Fahrenheit que si tienen grados Celsius y grados Fahrenheit,
respectivamente.
Grados Rankine:
Se denomina Rankine (símbolo R) a la escala de temperatura que se define
midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores
negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William
Rankine en 1859.
El grado Rankine tiene su punto de cero absoluto a −459,67 °F, y los intervalos de
grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.
Fig. 3 Grafica de escalas Kelvin VS Celsius. Elaboración propia.

Fig. 4 métodos de conversión de unidades a partir de grados Celsius. (Paz, 2018)
6. Explicar y describir por lo menos tres sistemas de medición de temperatura;

explicar el principio físico o químico de cada sistema de medición.
El principio por el cual los diferentes termómetros funcionan se basa en la

expansión térmica de los sólidos o líquidos con la temperatura, o el cambio de
presión de un gas en calefacción o refrigeración.
 Termómetro de Mercurio el metal en estado liquido a temperatura

ambiente pasa por un proceso de expansión térmica al introducir a un
sistema.
 Termómetro Infrarrojo estos termómetros de radiación miden la energía
infrarroja emitida por un objeto, lo que permite medir la temperatura sin
entrar en contacto con el objeto.
 Termómetro de Alcohol liquido orgánico se expande dentro del tubo
capilar a los cambios de temperatura del sistema.
7. Mostrar un sistema de medición de temperatura en la industria que se utilice

para el monitoreo de algún proceso.
El control y medición de temperatura es muy importante en un proceso de pasteurización de

la leche, el sistema posee 2 termómetros, una de control de temperatura de
pasteurización y otra de control de temperatura de salida del producto. (Pino, 2019)
Durante el proceso:
1. la leche cruda ingresa a través de una tubería desde los tanques de alimentación de
leche al tanque de balance.
2. El tanque de balance se conecta de forma directa a la bomba de alimentación

enviando el producto hacia el intercambiador de placas a la sección B donde la
leche alcanza una temperatura entre 72 a 80 °C, para lo cual se emplea como fluido
caliente el agua a 90 °C proveniente del calderín.
3. Seguidamente la leche pasa hacia las tuberías de retención donde se mantiene a 72
°C durante un periodo de 15 a 22 segundos para garantizar una correcta
pasteurización.
4. Finalmente, la leche pasteurizada se dirige hacia la sección A del intercambiador de

placas donde se produce el “shock térmico” hasta alcanzar una temperatura de 4
a 6 °C empleando agua helada proveniente de la válvula de alimentación de agua
fría. Véase la fig.8
Fig. 5 Esquema de proceso de pasteurización de la leche a través de calentamientos
controlados. (Pino, 2019)
5. RESPUESTAS
1. ¿Por qué se dice que la escala Kelvin y Rankine son escalas absolutas de
temperatura y para qué sirven? ¿Qué diferencia hay con las escalas no absolutas
de temperatura?
La escala absoluta de temperaturas parte de la existencia del 0º absoluto. Coincidiendo el

incremento en un grado Celsius (°C) con el de un kelvin (K), su importancia radica en el
0 de la escala: la temperatura de 0 K es denominada “cero absoluto” y corresponde al punto
en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible.
La escala rankine es lo mismo que la escala kelvin pero para sistema británico, donde 0 R
corresponde a 0 grados kelvin .
Es necesario crear una escala absoluta de temperatura porque esta va a servir

como referencia para las otras escalas que se quieran crear; esta escala absoluta no es
relativa.
La escala de temperatura que más se emplea en la investigación científica es la escala
centigrada, aunque en muchas ocasiones se usa la escala absoluta.
La investigación científica es muy diversa y por ende se pueden usar muchas escalas en la
medición, de alguna manera u otra todo depende del experimento.
Diferencias:
Las escalas absolutas, son la escala Kelvin (K) y la escala Rankine (R). Estas son usadas en
el ámbito científico, por lo que no son de uso coloquial, a su vez, se emplean en el sistema
internacional de unidades y en el sistema inglés respectivamente.
Por otra parte, las escalas relativas, son la escala Celsius (°C) y Fahrenheit (°F). Estas
fueron creadas en función del punto de fusión y de congelación de una sustancia; sin
embargo, las cuatro escalas son proporcionales entre sí y podemos convertir de unas a otras
si se comparan bajo el mismo parámetro de medición.
2. ¿Es posible llegar a una temperatura de cero absoluto? Explicar.
Teóricamente es imposible ya que, en la Naturaleza, se debe cumplir el principio de

incertidumbre siempre. La primera razón es la versión posición-momento de este principio,
y la segunda, la versión energía-tiempo.
En el primer caso, si la incertidumbre en la posición de un átomo o molécula fuese cero, al

no "moverse" en absoluto, no se cumpliría el principio de incertidumbre.
En el segundo caso, si la incertidumbre en el valor de la energía de un átomo o molécula

fuese cero, al poseer dicho átomo o molécula sólo la energía de su masa en reposo, tampoco
se cumpliría el principio de incertidumbre.
6. BIBLIOGRAFIA
- https://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_presi%C3%B3n
- https://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/unidades-temperatura.htm
- https://www.mapon.com/es/soluciones-gestion-de-flota/control-temperatura?
gclid=Cj0KCQiAst2BBhDJARIsAGo2ldXkd9Dx0GYO82CBrrSYwUIbByQVGiT
a7ge1pvoWPUufdvUOwfG0D9caAoMsEALw_wcB
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- Grados Celsius (sistema internacional): o también denominado grado centígrado, se

Para sistema internacional de unidades:

Gigapascal (GPa), 109 Pa

Megapascal (MPa), 106 Pa

Kilopascal (kPa), 103 Pa

Para sistema cegesimal:

Baria, igual a 1 dyn/cm² o 0.1 Pa.

Kilogramo-fuerza Kilopondio por metro cuadrado (kgf/m²)

Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm²)

Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm²)

Sistema técnico de unidades

Metro de columna de agua (m.c.a.)

Centímetro columna de agua

Milímetro columna de agua (mm.c.d.a.)

KSI = 1000 PSI

Sistema técnico inglés

Atmósfera (atm) = 101325 Pa = 1013,25 mb = 760 mmHg

Milímetro de mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr)

Pulgadas de mercurio (pulgadas Hg)

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico

1 bar =750,06168 Torr =14,50377psi=0,986923 atm

2. Explicar el concepto de presión manométrica, relativa, atmosférica y presión

La presión manométrica. Cuando la presión se mide en relación con la presión

Presión absoluta. Cuando la presión se mide en relación con un vacío perfecto, se

Presión atmosférica. La presión atmosférica es la presión en el aire circundante en o

Barómetro; sirve para medir la presión en unidades de bares. La presión barométrica

Para medir los valores de la presión barométrica se emplea el barómetro. Este

Manómetro: utilizado para medir presión manométrica o presión relativa a la

4. Mostrar un ejemplo de sistema de medición de presión en la industria que se

Fig. 1 Diagrama de operación de pruebas hidrostáticas a bajas presiones

5. Explicar el origen y la definición de al menos 4 escalas de medición de

Grados Celsius: Unos 20 años después de que Fahrenheit propusiera su escala de

Kelvin: La escala de temperatura Kelvin es una escala de temperatura absoluta con

Esta escala es una escala de temperatura termodinámica (absoluta) donde el cero

Fig. 3 Grafica de escalas Kelvin VS Celsius. Elaboración propia.

6. Explicar y describir por lo menos tres sistemas de medición de temperatura;

El principio por el cual los diferentes termómetros funcionan se basa en la

 Termómetro de Mercurio el metal en estado liquido a temperatura

7. Mostrar un sistema de medición de temperatura en la industria que se utilice

El control y medición de temperatura es muy importante en un proceso de pasteurización de

2. El tanque de balance se conecta de forma directa a la bomba de alimentación

4. Finalmente, la leche pasteurizada se dirige hacia la sección A del intercambiador de

La escala absoluta de temperaturas parte de la existencia del 0º absoluto. Coincidiendo el

Es necesario crear una escala absoluta de temperatura porque esta va a servir

2. ¿Es posible llegar a una temperatura de cero absoluto? Explicar.

Teóricamente es imposible ya que, en la Naturaleza, se debe cumplir el principio de

En el primer caso, si la incertidumbre en la posición de un átomo o molécula fuese cero, al

En el segundo caso, si la incertidumbre en el valor de la energía de un átomo o molécula

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