“La termometría se encarga de la medición de la
temperatura de cuerpos o sistemas.
Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un
instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad
de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben
su funcionamiento al cambio de la
conductividad eléctrica, los ópticos que detectan
la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.
Existen varias
escalas termométricas para medir temperaturas, relativas y absolutas.
A partir de la sensación fisiológica, es posible hacerse
una idea aproximada de la temperatura a la que se encuentra un objeto. Pero esa
apreciación directa está limitada por diferentes factores; así el intervalo de temperaturas a lo largo del cual esto
es posible es pequeño; además, para una misma temperatura la sensación correspondiente puede variar según se haya
estado previamente en contacto con otros cuerpos más calientes o más fríos y, por si fuera poco, no es posible expresar
con precisión en forma
de cantidad los resultados de este tipo de apreciaciones subjetivas. Por ello
para medir temperaturas se recurre a los termómetros.
Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir
una propiedad termométrica que reúna las siguientes condiciones:
La expresión matemática de la relación entre la propiedad y
la temperatura debe ser conocida. El rango de temperatura accesible debe ser
suficientemente grande.
Una vez que la propiedad termométrica ha sido elegida, la elaboración de una
escala termométrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones;
por una parte, la determinación de los puntos fijos o temperaturas de referencia que permanecen
constantes en la naturaleza y, por otra,
la división del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos
en unidades o grados.
Lo que se necesita para construir un termómetro, son puntos fijos,
es decir procesos
en los cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos
de este tipo son el proceso de ebullición y el proceso de fusión.” (ANDRES, s.f.)
Termométrica en los Sistemas biológicos
“Durante toda su vida, los seres humanos mantienen la
temperatura corporal dentro de unos límites
de variación muy estrechos y protegidos a toda costa.
Los límites máximos de tolerancia para las células
vivas corresponden a unos 0ºC (formación de cristales de hielo) y unos 45ºC (coagulación
térmica de proteínas
intracelulares); sin embargo, los seres humanos pueden soportar temperaturas
internas inferiores a 35ºC o superiores a 41ºC, aunque sólo durante períodos
muy cortos de tiempo. Para mantener la temperatura interna dentro de esos límites, el ser humano ha
desarrollado unas respuestas fisiológicas muy eficaces, y en algunos casos
especializados, al estrés térmico agudo. La finalidad
de esas respuestas es facilitar la conservación, producción o eliminación del
calor corporal, requieren la coordinación firmemente controlada de varios
sistemas corporales.” (ANDRES, s.f.)
“El sistema de control del organismo es similar al control termostático de una vivienda
con funciones tanto de calefacción como de refrigeración. Cuando la temperatura
corporal sobrepasa una cierta temperatura teórica “de referencia”, se activan
las respuestas de los efectoras asociadas a la termólisis (sudoración, aumento
del flujo sanguíneo periférico). Cuando la temperatura corporal desciende por
debajo del valor
de referencia, se inician las respuestas de termogénesis
(reducción del flujo sanguíneo periférico, escalofríos). Pero, al contrario que
los sistemas de calefacción y refrigeración de las viviendas, el sistema de
regulación térmica del ser humano no funciona como un sencillo sistema de
encendido y apagado, sino que tiene también funciones de control gradual y
control de la velocidad del cambio. Debe tenerse en cuenta que la “temperatura
de referencia” existe sólo en teoría, pero es útil para comprender estos
conceptos. No obstante, todavía queda mucho trabajo para comprender plenamente
los mecanismos asociados a la temperatura termorreguladora de referencia.”
(ANDRES, s.f.)
CALORIMETRÍA
“La Calorimetría es la parte
de la física que se encarga de medir la cantidad de calor generada en
ciertos procesos físicos o químicos.
El aparato que se encarga de medir esas cantidades es el calorímetro. Consta de un termómetro que está en contacto con el medio que está midiendo. En el cual se encuentran las sustancias que dan y reciben calor. Las paredes deben estar lo más aisladas posibles ya que hay que evitar al máximo el intercambio de calor con el exterior. De lo contrario las mediciones serían totalmente erróneas.
También hay una varilla como agitador para mezclar bien
antes de comenzar a medir. Básicamente hay dos tipos de calorímetros. Los que
trabajan a volumen constante y los de presión constante.
La cantidad de calor que recibe o transmite un cuerpo está
determinada por la siguiente fórmula:
Q = m x Ce x (Tf – Ti)
Donde Q es el calor, m es la masa del cuerpo, Ce es el
calor específico del cuerpo, que está determinada por el material que lo
compone. Y la variación de temperatura se representa por la diferencia entre Tf
y Ti (temperatura final e inicial).
Cuando un cuerpo transmite el calor hay otro que lo recibe.
Este es el principio del calorímetro. Ya que el termómetro determinara la temperatura final o también
llamada de equilibrio. El
calor específico del agua es de 1cal /grs °C. Cuando el agua hierve o se
congela este valor cambia a otros. Pero por ahora daremos ejemplos mientras
este como agua líquida. Las unidades
pueden variar.
A veces podemos
ver otras unidades
como J/grs°C donde J es el joule en lugar de caloría. Ambas son unidades en las que se
mide el calor. (ANDRES, s.f.)”
ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR
LA ENERGÍA
“Al mirar a nuestro
alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que
las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas
actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.
La energía
es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las
transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por
ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía
está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de
madera o en la descomposición de agua mediante
la corriente eléctrica.” (JULIAN PEREZ PORTO, 2012)
TRABAJO
“Refiere a una actividad propia del ser humano. También otros
seres actúan dirigiendo sus energías coordinadamente y con una finalidad
determinada. Sin embargo, el trabajo
propiamente dicho, entendido como proceso entre la naturaleza y el hombre, es
exclusivamente humano. En este proceso el hombre se enfrenta como un poder
natural, en palabras de Karl Marx, con la materia de la naturaleza.”
(WIKIPEDIA, 2018)
EL CALOR
“Es el proceso de
transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un
mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre
desde el cuerpo
de mayor temperatura hacia el cuerpo
de menor temperatura, ocurriendo la transferencia
hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una
bebida fría dejada en una habitación
se entibia).
La energía
puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la
radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos
reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía
existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el
proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema
a otro como resultado de la
diferencia de temperatura. (JULIAN
PEREZ PORTO Y. A., 2012)
TEMPERATURA Y ESCALAS
TERMOMÉTRICAS
“La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.
Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía cinética", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.” (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA CELSIUS O CENTÍGRADA
El científico sueco Andes Celsius (1701-1744) construyó por
primera vez la escala que
lleva su nombre. Eligió como puntos fijos el de fusión del hielo y el de
ebullición del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban
tales cambios de estado eran constantes a la presión
atmosférica. Asignó al primero
el valor 0 y al segundo el valor
100, con lo cual fijó el valor
del grado Celsius
(°C) como la centésima parte del intervalo de temperatura comprendido
entre esos dos puntos fijos.
Para esta escala,
estos valores se escriben como 100 °C y 0 °C y se leen 100 grados
Celsius y 0 grados Celsius, respectivamente. (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA FAHRENHEIT
Grado Fahrenheit.
“En los países anglosajones se pueden encontrar aún
termómetros graduados en grado Fahrenheit (°F), propuesta por Gabriel
Fahrenheit en 1724. La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los
valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. En la
escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullición y fusión de una
disolución de cloruro amónico en agua. Así al primer punto fijo se le atribuye
el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es
preciso emplear la ecuación:
t(°F)
= (9/5) * t(°C) + 32 o t(°C) = (5/9) * [t(°F) - 32]
Donde t (°F) representa la temperatura expresada en grados
Fahrenheit y t(°C) la expresada en grados Celsius. (GABRIELA GARCIA, 2015)
ESCALA
KELVIN O ABSOLUTA
“Se comparan las escalas Celsius y Kelvin mostrando los
puntos de referencia anteriores a 1954 y los posteriores para mostrar cómo
ambas convenciones coinciden. De color negro aparece el
punto triple del agua (0,01
°C, 273,16 K) y
el cero absoluto (- 273,15 °C, 0 K).
De color gris los puntos de congelamiento (0,00 °C,
273,15 K) y ebullición del agua (100 °C,
373,15 K).
Si bien en la vida diaria las escalas Celsius y Fahrenheit
son las más importantes, en ámbito científico se usa otra, llamada
"absoluta" o Kelvin, en honor a sir Lord Kelvin.
En la escala absoluta, al 0 °C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 °C se corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un termómetro
centígrado señalará como -273,15 °C. Dicha temperatura se denomina "cero
absoluto".
La escala de temperaturas adoptada por el Sistema
Internacional de Unidades es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el
tamaño de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la escala
se fija en el - 273,15 °C. El cero absoluto constituye un límite inferior
natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan
temperaturas bajo cero (negativas). La relación con la escala Celsius viene
dada por la ecuación:
T (K) = t(°C) + 273,15 o t(°C) = T(K) - 273,15T (K) =
(5/9) * [t(°F) + 459,67]
o t(°F) = (9/5) * T(K) - 459,67.Siendo T(K)
la temperatura
expresada en kelvin.” (GABRIELA GARCIA, 2015.)
MECANISMOS DE PROPAGACIÓN DEL CALOR
CONDUCCIÓN:
“La conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferior por contacto directo. El coeficiente de conducción de un material mide la capacidad del mismo para conducir el calor a través de la masa del mismo. Los materiales aislantes tienen un coeficiente de conducción pequeño por lo que su capacidad para conducir el calor es reducida, de ahí su utilidad.
CONVECCIÓN:
La transmisión de calor por convección es
un intercambio de calor entre el aire y una masa material que se encuentran a
diferentes temperaturas. El transporte del calor se produce por movimientos
naturales debidos a la diferencia de temperaturas, el aire caliente tiende a subir y el aire frío baja, o bien mediante
mecanismos de convección forzada.
RADIACIÓN:
La radiación es un mecanismo de transmisión de calor en el que el intercambio se produce mediante
la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas, por lo que no
existe la necesidad de que exista un medio
material para el transporte de la energía.
El sol aporta energía
exclusivamente por radiación.
ENTALPIA Y ENTROPÍA
ENTROPÍA
En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.
ENTALPÍA
Es una magnitud
termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una
medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema
termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con
su entorno.
En la historia de la termodinámica se han utilizado
distintos términos para denotar lo que hoy conocemos como entalpía.
Originalmente se pensó que esta palabra fue creada por Émile Clapeyron y Rudolf
Clausius. En palabras más concretas, es una función de estado
de la termodinámica donde la variación permite
expresar la cantidad
de calor puesto en juego durante una transformación isobárica, es decir,
a presión constante en un sistema termodinámico, teniendo en cuenta que todo
objeto conocido se puede entender como un sistema termodinámico. Se trata de
una transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía
(por ejemplo la utilizada para un trabajo mecánico). En este sentido
la entalpía es numéricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestión.
BIBLIOGRAFIA:
ALVARADO, J. (22 de 02 de 2017). SISTEMAS BIOFISICOS
MECANICOS . Obtenido de
http://biofisicatutorial.blogspot.com/2017/02/electrodiagnostico-y-la-electroterapia.html
ALVARADO, J. (21 de 02 de 2017). UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.
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http://biofisicatutorial.blogspot.com/2017/02/formas-quimicas-en-que-se-transporta-el.html
AMORES, L. A. (25 de 09 de 2015). UNIVERSIDAD DE
GUAYAQUIL. Obtenido de BIOFISICA: http://basesdebiofisica.blogspot.com/2015/09/leyes-de-la-velocidad-y-presion-volumen.html
FLORES BALSECA, C. (2014). ELEMENTOS DE LA FISICA NUCLEAR. En C.
F. BALSECA, SEPARATAS DE BIOFISICA (págs. 98-100). GUAYAQUIL.
FLORES BALSECA, C. (2014). RADIACIONES IONIZANTES. En C. F.
BALSECA, SEPARATAS DE BIOFISICA (págs. 102-103). GUAYAQUIL.
FLORES BALSECA, C. (2014). SONIDO, AUDICION Y ONDAS SONORAS.
GUAYAQUIL.
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