Equipo: 2

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e
Industrias Extractivas

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA

PRÁCTICA No. 1

“MEDICIÓN DE TEMPERATURA”

Grupo: 1PM12 Equipo: 2

INTEGRANTES:

Nombre Firma
Diaz Chavarria Lizeth Daniela

González Flores Joshua Levi

Guevara Azpeitia Tania Lizbeth

Hernández Heredia Alan Fernando

Jiménez Fernández José Miguel

DOCENTE: Esther Torres Santillán

FECHA DE ENTREGA: 6/ Marzo/ 2021 CALIFICACIÓN:
OBSERVACIONES:
 Equipo: 2

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA
LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA

PRÁCTICA No. 1
MEDICIÓN DE TEMPERATURA

OBJETIVOS:
A través de la medición con diversos termómetros, el estudiante obtendrá valores de temperatura
de un sistema termodinámico, los transformará a otras escalas y realizará los cálculos necesarios
para determinar el intervalo de incertidumbre de cada termómetro y la sensibilidad.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.
Sistema termodinámico.- Es una porción del universo que separa física o imaginariamente del resto del
universo para su estudio.
Estado termodinámico.- Es la situación en que se encuentra un sistema termodinámico debido a los
valores de sus propiedades.
A una propiedad que puede medirse se le llama magnitud.
La temperatura es una de las siete magnitudes fundamentales de la física en el sistema internacional y es
muy importante para determinar el estado termodinámico de un sistema.
Desde el punto de vista microscópico la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las
moléculas que forman un sistema.
Para poder medir una magnitud se requiere un instrumento adecuado.
En el caso de la temperatura el instrumento empleado, más común, es el termómetro de líquido en vidrio. El
principio con el que funciona es la expansión volumétrica de los líquidos al aumentar su energía térmica. El
líquido (normalmente mercurio o líquidos orgánicos) se encuentra en un depósito y al absorber calor se
dilata y se desplaza por un tubo capilar.
Un instrumento requiere que se establezca una unidad y una escala de medición.
Las escalas de temperatura pueden ser relativas (como la Celsius y la Fahrenheit) o absolutas (como la
Kelvin y la Rankine). Las relativas tienen valores negativos y las absolutas no. Solo se construyen
termómetros con escalas relativas.
Escala Celsius.- En esta escala el cero corresponde al punto de fusión del hielo y el 100 al punto de
evaporación del agua ambos a la presión atmosférica al nivel del mar. Cada una de las cien subdivisiones
se llama grado Celsius. La escala se continúa con esos mismos grados por encima de cien y por debajo del
cero.
Escala Fahrenheit.- El cero se basó originalmente en el punto de congelación de una mezcla de hielo y
sales y los 100 grados en la temperatura normal del cuerpo humano. Actualmente los valores de referencia
son 32 y 212 grados Fahrenheit con respecto a los puntos de congelación y ebullición del agua
respectivamente. El avance de 1ºC equivale a 1.8ºF
Cero absoluto.- Es la temperatura más baja que idealmente pudiera existir. Es la temperatura a la que las
moléculas de una sustancia dejarían de moverse por completo. En la escala Celsius de temperatura, el
cero absoluto corresponde a -273.15°C
Escala kelvin.-En esta escala no hay temperaturas negativas, ya que se basa en el cero absoluto, a su
unidad de medición se le llama kelvin que se representa con el símbolo K (la letra K debe ser mayúscula),
en la conferencia Internacional de pesas y medidas efectuada en 1954, al punto triple del agua se le asignó
el valor de 273.16 K, así un kelvin se define como 1/273.16 del intervalo entre el cero absoluto y la
temperatura del punto triple del agua. Las magnitudes de los intervalos en la escala Kelvin y Celsius son
idénticas. Es decir escala la Kelvin tiene una relación de 1:1 con respecto a la escala Celsius, estas dos
escalas difieren por una constante de 273.15, así la ecuación resultante:

T (K)
1
K
t (ºC)
 273.15 K
ºC
 Equipo: 2

La escala de temperatura termodinámica en el Sistema Internacional es la escala Kelvin en honor a Lord

Kelvin.

Escala Rankine.- Es la escala absoluta que corresponde a la escala Fahrenheit. Los valores de referencia
son 491.67 y 671.67 grados Rankine con respecto a los puntos de congelación y ebullición del agua.

Ecuaciones detalladas para la conversión entre diversas escalas.

K R
De ºC a K
T (K)
1 *t (ºC)
 273.15 K
De K a R
T (ºR)
1.8
K *T(K)
ºC

ºF
De ºC a ºF 1.8
t *
t  32º F De ºF a ºC t  t (ºF)
- 32º F
(ºC) ºF
(ºF)
ºC (ºC)
1.8
ºC

Intervalo mínimo.- Es el número de unidades que corresponde a la división más pequeña de la escala
de medición de un instrumento. Y en el caso de un termómetro se debe considerar de la siguiente manera:

IMIN
valor mayor - valor menor

No. dedivisiones entre valores

Intervalo de incertidumbre.- Se considera el intervalo de variación dentro del cual estamos seguros de
capturar el valor “verdadero de la medición”.

Incertidumbre máxima.- Se obtiene por la siguiente expresión matemática:

δ  IMIN 2

La incertidumbre máxima “” en un termómetro es una diferencia de temperaturas; considerando que

“   si la temperatura es en K) o t (si la temperatura es el ºC) ”, se deben utilizar las siguientes
ecuaciones para transformar el valor de la incertidumbre máxima, de una escala a otra

K R
1  1.8 
De ºC a K
 (K) (ºC)
De K a R
T (ºR) (K)
ºC K
tT
ºF t
De ºC a ºF t (ºF)
1.8 
t (ºC)
De ºF a ºC t (ºC) 
( º F)
ºF
ºC 1.8
ºC

Sensibilidad.- Relación del movimiento lineal del indicador en el termómetro con el cambio de
temperatura que origina el movimiento.
 Equipo: 2

DESARROLLO EXPERIMENTAL.

Material equipo y sustancias.

- Cuatro termómetros de vidrio de diversas escalas, numerados del 1 al 4.

- Un vaso de precipitados.
- Un tapón de hule horadado.
- 150 mL de agua destilada.

Procedimiento.
1-
Calcula el intervalo mínimo de la escala (IMIN) de cada termómetro.
2-
Obtén el valor máximo y mínimo de cada una de las escalas de los cuatro termómetros
3.- Lee las temperaturas del sistema (tsistema) en forma directa en cada termómetro (4).
4.- Anota el valor de la longitud de la escala de cada termómetro.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES.

Número de Intervalo Temperatura Longitud de

Termómetro mínimo Valor máximo Valor mínimo del sistema la escala
(IMIN) (tsistema) (cm)
1 1°C 260 ° C -10 ° C 25.2 ° C 270
2 0.1° C 51 ° C -1 ° C 25.9 ° C 205
3 1°F 120 ° F -30 ° 78.8 ° F 150
4 2°F 220 ° F 0°F 77.9 ° F 110

CÁLCULOS.
1.- Calcula el intervalo máximo (IMAX) de cada termómetro.

IMAX = Valor máximo – Valor mínimo

1.- 260 ° C – (-10 ° C) = 270 ° C

2.- 51 °C – (-1 ° C) = 52 ° C
3.- 120 ° F – (-30 ° F) = 150 ° F
4.- 220 ° F – 0 ° F= 220 ° F

2.- Transforma cada uno de los valores de la temperatura medida (tsistema) a todas las unidades faltantes usando
las siguientes ecuaciones completas:

K °F
De °C a °K T ( K)=1 ∗t +273.15 K De °C a °F T (F ) =1.8 ∗t +32 ° F
°C (° C ) °C (° C )
 K
 Termómetro 1 25.2 C °C Termómetro 1 25.2°C
°k = 1(25.2) + 273.15 °F = 1.8(25.2) + 32
°K = 25.5 + 273.15 °F = 45.36 + 32
°K = 298.35 °F = 77.36
 Termómetro 2 29.5°C Termómetro 2 25.9
°K = 1(29.5) + 273.15 °F = 1.8(25.9) + 32
°K = 29.5 + 273.15 °F = 46.62 + 32
°K = 299.05 °F = 78.62
 Equipo: 2

 Termómetro 3 26°C Termómetro 3

°K = 1(26) + 273.15 °F = 78.8
°K = 26 + 273.15
°K = 299.15
 Termómetro 4 25.5°C Termómetro 4
°K = 1(25.5) + 273.15 °F = 77.9
°K = 25.5 + 273.15
°K = 298.65
t ( ° F )−32 ° F
R
De °K a °R T (R )=1.8 ∗t (K ) De °F a °C °F
K 1.8
°C
 Termómetro 1 Termómetro 1 78.8 °F
78.8−32
°R = 1.8(298.65) °C =
1.8
°R = 537.57 °C = 26
 Termómetro 2 Termómetro 2 77.9 °F
77.9−32
°R = 1.8(299.05) °C =
1.8
°R = 538.29 °C = 25.5
 Termómetro 3
°R = 1.8(299.15)
°R = 538.47
 Termómetro 4
°R = 1.8(298.65)
°R = 537.57

3.- Escribe todos los valores de la temperatura medida (tsistema) y los resultados de las temperaturas
transformadas en una tabla como la que se muestra a continuación.

Termómetro t(ºC) t(ºF) T(K) T(R)

1
25.2°C 77.36°F 298.35°K 537.07°R
2
25.9°C 78.62°F 299.05°K 538.29°R
3
26°C 78.8°F 299.15°K 538.47°R
4
25.5°C 77.9°F 298.65°K 537.57°R

4.-Calcula la incertidumbre máxima ( δ ) de cada termómetro.

Imin
δ=
2

Imin 1℃ Imin 0.1℃

1.- δ= = δ= = 0.5°C 2.- δ= = δ= = 0.05°C
2 2 2 2

Imin 1℉ Imin 2℉
3.- δ= = δ= = 0.5°F 4.- δ= = δ= = 1°F
2 2 2 2
 Equipo: 2

5.- Considerando que “=”, transforma los valores de la incertidumbre máxima a todas las unidades
faltantes con las siguientes ecuaciones:

℉ °K
De °C a °F (°F) = 1.8 ℃ De °C a °K (°K) = 1 °C
℃ ℃
(℉ )
°R
De °F a °C (°C) = ℉ De °K a °R (°R) =1.8 (°K)
1.8 °K
℃

1℃
1.- δ= = 0.5°C
2
℉ ℉
De °C a °F (°F) = 1.8 ℃ = (°F) = 1.8 (0.5℃ ) = 0.9°F
℃ ℃

°K °K
De °C a °K (°K) = 1 °C = (°K) = 1 (0.5°C) =0.5°K
℃ ℃

°R °R
De °K a °R (°R) =1.8 (°K) = (°R) =1.8 (0.5°K) = 0.9°R
°K °K

0.1℃
2.- δ= = 0.05°C
2
℉ ℉
De °C a °F (°F) = 1.8 ℃ = (°F) = 1.8 (0.05℃ ) = 0.09 °F
℃ ℃

°K °K
De °C a °K (°K) = 1 °C = (°K) = 1 (0.05°C) = 0.05°K
℃ ℃

°R °R
De °K a °R (°R) =1.8 (°K) = (°R) =1.8 (0.05°K) = 0.09°R
°K °K

1℉
3.- δ= = 0.5°F
2
 Equipo: 2
(℉ ) (0.5 ℉ )
De °F a °C (°C) = ℉ = (°C) = ℉ = 0.277 °C
1.8 1.8
℃ ℃

°K °K
De °C a °K (°K) = 1 °C = (°K) = 1 (0.277°C) = 0.277°K
℃ ℃

°R °R
De °K a °R (°R) =1.8 (°K) = (°R) =1.8 (0.277°K) = 0.5°R
°K °K

2℉
4.- δ= = 1°F
2
(℉ ) (1 ℉ )
De °F a °C (°C) = ℉ = (°C) = ℉ = 0.555 °C
1.8 1.8
℃ ℃

°K °K
De °C a °K (°K) = 1 °C = (°K) = 1 (0.555°C) = 0.555°K
℃ ℃

°R °R
De °K a °R (°R) =1.8 (°K) = (°R) =1.8 (0.555°K) = 1°R
°K °K
6.- Expresa el intervalo de incertidumbre para cada termómetro en las diferentes unidades, en forma de
tabla, utilizando los valores de la tabla del punto 3 + los valores obtenidos en el punto 5 (valor de
temperatura ± valor de incertidumbre).

Termómetro t(ºC)   ºC) t(ºF)   (ºF) T(K)   (K) T(R)   (ºR)

1
25.2°C  0.5°C 77.36°F  0.9°F 298.35°K  0.5°K 537.07°R  0.9°R
2
25.9°C  0.05°C 78.62°F  0.09°F 299.05°K  0.05°K 538.29°R  0.09°R
3
26°C  0.277°C 78.8°F  0.5°F 299.15°K  0.277°K 538.47°R  0.5°R
4
25.5°C  0.555°C 77.9°F  1°F 298.65°K  0.555°K 537.57°R  1°R

7.- Calcula la sensibilidad (S) de cada termómetro.

longitud de la escala
S IMA

270/270= 1

205/52= 3.9423
 Equipo: 2
150/150= 1

110/220= 0.5
ANALISIS DE DATOS Y RESULTADOS.
1.- Indica cuál es el termómetro que tiene el mayor IMAX (amplitud).
2.- Los valores de la temperatura medida (tsistema) en ºC de cada termómetro
¿Son semejantes?
3.- De los termómetros que presentan escala en grados Fahrenheit ¿Qué
termómetro tiene una escala mayor?
4.- ¿Son iguales los valores de la incertidumbre ( δ ) que se calcularon en ºC
y en K? ¿A qué se debe esto? y ¿Qué puedes decir comparando los valores
de la incertidumbre en ºF y R?
5.- De los termómetros utilizados, ¿Qué termómetro tiene el intervalo mínimo
(IMIN) mayor y cuál el menor?

CONCLUSIONES.
Diaz Chavarria Lizeth Daniela
González Flores Joshua Levi
Como primera práctica es atractiva para iniciar el curso, ya que, no es tan complicada,
aunque es muy diferente la forma de realizarlas, no es como antes de la pandemia
donde te reunías con tu equipo y la solucionaban juntos y así se resolvían las dudas
que tenías, con esta práctica recobras aprendizajes que no veíamos hace tiempo.
Además reforcé conocimientos sobre la temperatura, así como la fórmula para
convertir de Celsius a Fahrenheit y así sucesivamente con Kelvin, etc.
Guevara Azpeitia Tania Lizbeth
En esta primera práctica me di cuenta de que la temperatura es de las mas
importantes, nos ayuda a saber el estado térmico de un sistema, en lo personal solo
sabia acerca de los grados Celsius, Fahrenheit y Kelvin, nunca me imagine que
existiera los grados Rankine y mucho que fuera una absoluta, siempre se aprende
algo nuevo. Ahora se transformar las temperaturas o por lo menos en que consiste
cada una, me gustó mucho por que principalmente se trató de hacer cálculos.
Hernández Heredia Alan Fernando
Jiménez Fernández José Miguel
En esta primera practica acerca de la medición de la temperatura logre reforzar
algunos datos que ya concia; lamentablemente por la pandemia a la que nos estamos
enfrentando no logramos ir al Laboratorio correspondiente y realizar las mediciones
por nuestra propia cuenta, en esta práctica los valores iniciales se nos fueron dados
por nuestra profesora de laboratorio por lo cual me tuve que imaginar cómo sería
hacerlo y vivirlo; cuando empecé a realizar mis cálculos comprendí que a través de la
medición de 4 diferentes termómetros de diferentes escalas cada uno a pesar de que
estuvieran midiendo una misma sustancia se obtendrían diferentes números ya que
algunas medidas de temperatura no son tan usuales por lo que casi no tenemos
conocimiento acerca de cuáles son sus valores o de cuanto es la diferencia a la hora
de medir; y aunque no las usamos con frecuencia las usamos en diversas actividades
cotidianas sin darnos cuenta por lo que supimos cómo se haría la medida en este tipo
de experimento, las diferencias de cada una de las temperaturas no seri de gran
tamaño por lo que en algunos datos dieron cantidades que se aproximaban a cada
una de estas; observe que en al realizar las operación de la incertidumbre estos daban
valores iguales en dos de las cuatro medidas diferentes mayormente entre las
medidas de grados Celsius(°C) y la medida de grados Kelvin(°K) así como se dio la
similitud entre la medida de grados Fahrenheit(°F) y la medida de grados Rankine(°R).
Equipo: 2

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