Termoloxía

A termoloxía é a parte da física que estuda a calor.

Os fenómenos interprétanse a partir de modelos da estrutura da materia baixo dous puntos de vista distintos, porén complementarios: o macroscópico (temperatura, enerxía interna e presión) e o microscópico (velocidade e enerxía cinética de átomos e moléculas).

Aínda que sexa de uso corrente a noción de quente ou frío, polo contacto coa pel, esta pode levar a avaliacións erróneas da temperatura. É ben coñecido o exemplo de que a mesma auga pode parecer máis fría ou máis quente ao contacto coa man cando, previamente, a man mergullouse en auga moi fría ou en auga moi quente, respectivamente.

De calquera forma, é pola observación cotiá que sabemos que os corpos quentes e fríos, postos en contacto, producen, ao fin dalgún tempo, a mesma sensación, polo que se chega ao concepto de temperatura. Está claro que, dependendo da superficie do corpo (metálica, porosa etc.), esta sensación pode ser falsa.

 O principio cero da termodinámica 

O principio cero da termodinámica é, esencialmente, unha definición microscópica de temperatura.

Tendo en conta as observacións anteriores, o principio cero postula: se A e B son dous corpos en equilibrio térmico cun terceiro corpo C, entón A e B están en equilibrio térmico o un co outro, pero, formalmente, existe unha magnitude escalar, a temperatura, que é unha propiedade de todos os sistemas en equilibrio termodinámico; esta magnitude é tal que a condición necesaria e suficiente para que haxa equilibrio térmico entre varios sistemas é que a temperatura destes sistemas sexa a mesma.

O principio cero da termodinámica é, pois, unha lei fenomenolóxica para sistemas que se encontran en equilibrio térmico. Foi formulado por primeira vez por Ralph H. Fowler.

É de grande importancia experimental —pois permite construír instrumentos que midan a temperatura dun sistema,O principio cero permite parametrizar temperaturas, pero non medir temperaturas. Así, por exemplo, cando Joule necesitou comparar os resultados dos seus experiencias cos doutro investigador en Inglaterra, tivo que atravesar o Atlántico para comprobar, in situ, os seus termómetros co fin de realizar unha correspondencia. pero non o é tanto para a propia estrutura da teoría termodinámica.

O principio establece que existe unha determinada propiedade, denominada temperatura empírica , que é común para todos os estados de equilibrio que se encontren en equilibrio mutuo cun dado.

 Escalas termométricas 

Existen moitas magnitudes físicas mensurábeis que varían cando a temperatura do corpo se altera; en principio, estas magnitudes poden utilizarse como indicadoras da temperatura dos corpos. Entre elas, pódense citar o volume dun líquido, a resistencia eléctrica dun fío, e o volume dun gas mantido a presión constante.

Escollendo, arbitrariamente, magnitudes que poidan servir para inferir a temperatura, coñecidas como magnitudes termométricas, pódese construír unha infinidade de termómetros, con escalas arbitrarias e moitas veces pouco comúns. Co fin de evitar este inconveniente, pódense establecer certas regras para tales magnitudes ou propiedades das substancias, regras que deben seren adoptadas internacionalmente.

Usando regras definidas, obtéñense as escalas termométricas, como a Celsius (centígrada) e a Fahrenheit, ou escalas absolutas como a Kelvin. Na teoría cinética, cando dous gases están á mesma temperatura, a enerxía media dos átomos e moléculas é a mesma, e esta propiedade pode utilizarse como definición de temperatura. A escala microscópica que coincide coas escalas absolutas usuais é aquela na que a temperatura escóllese proporcionalmente á enerxía cinética media, sendo 2/3k (onde k é a constante de Boltzmann,  unidades do SI) a constante de proporcionalidade.

As escalas internacionais de temperatura utilizan o punto triplo da auga (punto de equilibrio entre as fases sólida, líquida e de vapor) como patrón; a súa temperatura en graos Kelvin é escóllese como igual a 273,16 K. A partir deste punto base, escóllense outros puntos útiles para a construción de termómetros.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 
 Zemansky, Mark W. (1985): Calor y termodinámica. Madrid: McGraw-Hill. ISBN 84-85240-85-5

 Outros artigos 
 Calorimetría.
 Termodinámica.

Categoría:Termoloxía