martes, 13 de septiembre de 2011

Capacidad Calorifica Y Calor Especifico

CAPACIDAD CALORÍFICA

 
Es la cantidad de energía necesaria para aumentar 1K la temperatura de una sustancia.
La Capacidad Calorífica © de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como un efecto de Inercia Térmica.
Está dada por la ecuación:
C = Q/T [J/K]
Donde C es la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura.
Se mide en joules por kelvin (unidades del SI).
La capacidad calorífica © va variando según la sustancia.
Su relación con el calor específico es:
C = c.m
En donde c es el calor específico, y m la masa de la sustancia considerada.
Igualando ambas ecuaciones, procedamos a analizar :
Q/T = c * m
De aquí es fácil inferir que aumentando la masa de una sustancia, aumentamos su capacidad calorífica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura. Un ejemplo de esto se puede apreciar en las ciudades costeras donde el mar actúa como un gran termostato regulando las variaciones de temperatura. 
 El agua es una substancia con una gran capacidad calorifica, ello queda demostrado puesto que en el experimento se puede ver como tiene gran capacidad de absorción de energia, es decir tarda mucho en calentarse y en enfriarse.

Medida de la capacidad calorífica

Para medir la capacidad calorífica bajo unas determinadas condiciones es necesario comparar el calor absorbido por una sustancia (o un sistema) con el incremento de temperatura resultante. La capacidad calorífica viene dada por:
C = \lim_{\Delta T \to 0} \frac{Q}{\Delta T}
Donde:
C es la capacidad calorífica, que en general será función de las variables de estado.
Q es el calor absorbido por el sistema.
ΔT la variación de temperatura
Se mide en unidades del SI julios/K (o también en cal/°C).
La capacidad calorífica (C) de un sistema físico depende de la cantidad de sustancia o masa de dicho sistema. Para un sistema formado por una sola sustancia homogénea se define además el calor específico o capacidad calorífica específica c a partir de la relación:
C = \frac{Q}{\Delta T} = c\cdot m
donde:
C es la capacidad calorífica del cuerpo o sistema
c es el calor específico o capacidad calorífica específica
m la masa de sustancia considerada
De las anteriores relaciones es fácil inferir que al aumentar la masa de una sustancia, se aumenta su capacidad calorífica ya que aumenta la inercia térmica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura. Un ejemplo de esto se puede apreciar en las ciudades costeras donde el mar actúa como un gran termostato regulando las variaciones de temperatura.

 Planteamiento formal de capacidad calorífica

Sea un sistema termodinámico en el estado A. Se define la capacidad calorífica Cc asociada a un proceso cuasiestático elemental c que parte de A y finaliza en el estado B como el límite del cociente entre la cantidad de calor Q absorbido por el sistema y el incremento de temperatura ΔT que experimenta cuando el estado final B tiende a confundirse con el inicial A.
 C_c = \lim_{A \to B} \left( {Q \over \Delta T} \right)_c = \sum_i q_i \left( {dc_i \over dT} \right) =
\left( {\bar{d} Q \over dT} \right)_c
Donde \scriptstyle (c_1(T),\dots,c_n(T)), es una curva parametrizada mediante la temperatura, que representa el camino seguido en el espacio fásico durante el proceso c. La capacidad calorífica es, de este modo, una variable termodinámica y está perfectamente definida en cada estado de equlibrio del sistema (el signo \bar{d} indica que no una función Q cuya diferencial sea precisamente \bar{d}Q, es decir, se trata de 1-forma no exacta).


Calor específico y capacidad calorífica de algunos materiales

Material Calor específico
Densidad
Capacidad calorífica
kcal/kg °C
kg/m³
kcal/m³ °C
Agua 1 1000 1000
Acero 0,12 7850 950
Tierra seca 0,44 1500 660
Granito 0,19 2645 529
Madera de roble 0,57 750 430
Ladrillo 0,20 2000 400
Madera de pino 0,6 640 384
Piedra arenisca 0,17 2200 374
Piedra caliza 0,22 2847 484
Hormigón 0,16 2300 350
Mortero de yeso 0,2 1440 288
Tejido de lana 0,32 111 35
Poliestireno expandido 0,4 25 10
Poliuretano expandido 0,38 24 9
Fibra de vidrio 0,19 15 2,8
Aire 0,24 1,2 0,29
En la tabla se puede ver que de los materiales comunes poseen una gran capacidad calorífica el agua muros de agua, la tierra o suelo seco compactado (adobe, tapia), y piedras densas como el granito junto a los metales como el acero. Estos se encuentran entre los 500 y 1000 kcal/m³ °C.
Luego se encuentra otro grupo que va de 300 a 500 kcal/m³ °C entre los que se ubica la mayoría de los materiales usuales en la construcción actual, como el ladrillo, el hormigón, las maderas, los tableros de yeso roca y las piedras areniscas.
En un último grupo se encuentra (3 a 35 kcal/ °C), los aislantes térmicos de masa como la lana de vidrio, las lanas minerales, el poliestireno expandido y el poliuretano expandido que por su "baja densidad" debido a que contienen mucho aire poseen una capacidad calorífica muy baja pero sirven como aislantes térmicos.
Un caso especial es el aire (0,29 kcal/m³·K; 1,214 J/m³·K), que sirve como un medio para transportar el calor en los sistemas pasivos pero no para almacenar calor en su interior.


CALOR ESPECÍFICO
El calor específico o capacidad calorífica específica, c, de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado:
En donde c es el calor específico, Q es la cantidad de calor, m la masa y ΔT la diferencia entre las temperaturas inicial y final..
Su unidad en el sistema SI es el julio por kilogramo y kelvin, cuya notación es J/(kg•K). También se usa bastante las unidad del sistema técnico, la kilocaloría por kilogramo y grado Celsius y su notación es: kcal/kgºC.
También existe la capacidad calorífica molar que se relaciona con el calor específico como:
De ahí se deduce una fórmula para el calor intercambiado dependiente del número de moles (n) en vez de la masa (m).
Su unidad en SI es el joule por mol y kelvin, cuya notación es J/(mol•K)

Ecuaciones básicas

El calor específico medio (\hat c) correspondiente a un cierto intervalo de temperaturas \Delta T\, se define en la forma:
\hat c = \frac{Q}{m \,\Delta T}
donde Q\, es la transferencia de energía en forma calorífica en el entre el sistema y su entorno u otro sistema, m\, es la masa del sistema (se usa una n cuando se trata del calor específico molar) y \Delta T\, es el incremento de temperatura que experimenta el sistema. El calor específico (c\,\!) correspondiente a una temperatura dada T\,\! se define como:
c = \lim_{\Delta T \to 0} \frac{Q}{m \,\Delta T} = \frac {1}{m} \frac{\mathrm d Q}{\mathrm d T}
El calor específico (c \,\!) es una función de la temperatura del sistema; esto es, c(T)\,\!. Esta función es creciente para la mayoría de las sustancias (excepto para los gases monoatómicos y diatómicos). Esto se debe a efectos cuánticos que hacen que los modos de vibración estén cuantizados y sólo estén accesibles a medida que aumenta la temperatura. Conocida la función c(T)\,\!, la cantidad de calor asociada con un cambio de temperatura del sistema desde la temperatura inicial Ti a la final Tf se calcula mediante la integral siguiente:
Q = m \int_{T_\text{i}}^{T_\text{f}} c \, \mathrm d T
En un intervalo donde la capacidad calorífica sea aproximadamente constante la fórmula anterior puede escribirse simplemente como:
Q \approx m c \Delta T

Cantidad de sustancia

Cuando se mide el calor específico en ciencia e ingeniería, la cantidad de sustancia es a menudo de masa, ya sea en gramos o en kilogramos, ambos del SI. Especialmente en química, sin embargo, conviene que la unidad de la cantidad de sustancia sea el mol al medir el calor específico, el cual es un cierto número de moléculas o átomos de la sustancia.6 Cuando la unidad de la cantidad de sustancia es el mol, el término calor específico molar se puede usar para referirse de manera explícita a la medida; o bien usar el término calor específico másico, para indicar que se usa una unidad de masa.

 Conceptos relacionados

Hay dos condiciones notablemente distintas bajo las que se mide el calor específico y éstas se denotan con sufijos en la letra c. El calor específico de los gases normalmente se mide bajo condiciones de presión constante (Símbolo: cp). Las mediciones a presión constante producen valores mayores que aquellas que se realizan a volumen constante (cv), debido a que en el primer caso se realiza un trabajo de expansión.
El cociente entre los calores específicos a presión constante y a volumen constante para una misma sustancia o sistema termodinámico se denomina coeficiente adiabático y se designa mediante la letra griega \gamma\, (gamma).7 Este parámetro aparece en fórmulas físicas, como por ejemplo la de la velocidad del sonido en un gas ideal.
El calor específico de las sustancias distintas de los gases monoatómicos no está dado por constantes fijas y puede variar un poco dependiendo de la temperatura.nota 2 Por lo tanto, debe especificarse con precisión la temperatura a la cual se hace la medición. Así, por ejemplo, el calor específico del agua exhibe un valor mínimo de 0,99795 cal/(g·K) para la temperatura de 34,5 °C, en tanto que vale 1,00738 cal/(g·K) a 0 °C. Por consiguiente, el calor específico del agua varía menos del 1% respecto de su valor de 1 cal/(g·K) a 15 °C, por lo que a menudo se le considera como constante.
La presión a la que se mide el calor específico es especialmente importante para gases y líquidos.

 Unidades

Unidades de calor

La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional es el joule (J). La caloría (cal) también se usa frecuentemente en las aplicaciones científicas y tecnológicas. La caloría se define como la cantidad de calor necesario para aumentar en 1 °C la temperatura de un gramo de agua destilada, en el intervalo de 14,5 °C a 15,5 °C.8 Es decir, tiene una definición basada en el calor específico.

Unidades de calor específico

En el Sistema Internacional de Unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y por kelvin (J·kg-1·K-1); otra unidad, no perteneciente al SI, es la caloría por gramo y por kelvin (cal·g-1·K-1). Así, el calor específico del agua es aproximadamente 1 cal/(g·K) en un amplio intervalo de temperaturas, a la presión atmosférica; y exactamente 1 cal·g-1·K-1 en el intervalo de 14,5 °C a 15,5 °C (por la definición de la unidad caloría).
En los Estados Unidos, y en otros pocos países donde se sigue utilizando el Sistema Anglosajón de Unidades, en aplicaciones no científicas, el calor específico se suele medir en BTU (unidad de calor) por libra (unidad de masa) y grado Fahrenheit (unidad de temperatura).
La BTU se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en condiciones atmosféricas normales.


lunes, 12 de septiembre de 2011

MEDICION DE LA TEMPERATURA


Temperatura
Es el grado relativo de calor o frío que tiene un cuerpo
Diferentes efectos producidos por la temperatura
  1. Aumento de las dimensiones (Dilatación).
  2. Aumento de presión o volumen constante.
  3. Cambio de fem. inducida.
  4. Aumento de la resistencia.
  5. Aumento en radiación superficial.
  6. Cambio de temperatura.
  7. Cambio de estado sólido a liquido.
  8. Cambio de calor
Observando cada una de las propiedades en los materiales podemos medir la temperatura observando los efectos de los cuerpos.
Todos los instrumentos de medición de temperatura cualquiera que fuese su naturaleza dan la misma lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntos generalmente la lectura no corresponderá porque las propiedades de expansión de los líquidos varían, en este caso se hace una elección arbitraria y, para muchos fines será totalmente satisfactoria, sin embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como base suprema de todo trabajo científico.
Las unidades de temperatura son °C, °F, °K, °Rankine, °Reamur, la conversión mas común es de °C a °F.
t(°C)=t(°F)-32/1.8 °F=1.8 t°C +32


 video de la medicion de la temperatura

 
Relación entre escalas de temperatura
Unidades de Temperatura
Escala Cero Absoluto Fusión del Hielo Evaporación
Kelvin
Rankine
Reamur
Centígrada
Fahrenheit
0°K
0°R
-218.5°Re
-273.2°C
-459.7°F
273.2°K
491.7°R
0°Re
0°C
32°F
373.2°K
671.7°R
80.0°Re
100.0°C
212.0°F
 
Los elementos primarios de medición y temperatura, son transductores que convierten la energía térmica en otra o en un movimiento.
La diferencia ente el calor y temperatura, es que el calor es una forma de energía y la temperatura es el nivel o valor de esa energía.
Se han dividido los elementos primarios de medición de temperatura en 3 tipos:
  1. TERMOMETROS.- Transductores que convierten la temperatura en movimiento.
  2. SISTEMAS TERMALES.- Transductores que convierten la temperatura en presión (y después en movimiento).
  3. TERMOELECTRICOS.- Transductores que convierten la temperatura en energía eléctrica (y mediante un circuito en movimiento)
 
 
 
Termómetros
  1. De Alcohol
  2. De Mercurio
  3. Bimetálico
Elementos Primarios de medición de temperatura
Sistemas Termales
  1. Liquido (Clase I)
  2. Vapor (Clase II)
  3. Gas (Clase III)
  4. Mercurio (Clase IV)
 
Termoeléctricos
  1. Termopar
  2. Resistencia
  3. Radiación
  4. Optico
 
Termómetros
Son instrumentos que se utilizan para medir la temperatura de los cuerpos, su funcionamiento se basa en la propiedad que tienen algunas sustancias de variar su volumen con la temperatura, pueden usarse en ellos sustancias sólidas, liquidas o gaseosas como termométricas, con la única exigencia que la variación de volumen sea en el mismo sentido de la temperatura.
El termómetro de liquido en vidrio es uno de los tipos mas comunes de dispositivos de medición de temperatura y sus detalles de construcción , se muestra en la figura siguiente.
 
Su bulbo relativamente grande en la parte mas baja del termómetro contiene la mayor cantidad del liquido el cual se expande cuando se caliente y sube por el tubo capilar en el cual esta grabada una escala apropiada con marcas, en la parte superior del tubo capilar se coloca en case de que el margen de temperatura del termómetro se exceda de manera inadvertida. los líquidos mas usados son el alcohol y el mercurio. El alcohol tiene la ventaja de poseer un coeficiente de expansión mas alto que el del mercurio pero esta limitado a mediciones de baja temperatura debido a que tiende a hervir a temperaturas altas. El mercurio no puede usarse debajo de su punto de congelación de -38.78°F (-37.8°C). El tamaño del capilar depende del tamaño del bulbo sensor, el liquido y los márgenes de temperatura deseados para el termómetros.
Por lo general, los termómetros de mercurio en vidrio se aplican hasta 600°F (315°C); pero su alcance puede extenderse a 1000°F (338°C) llenando el espacio sobre el mercurio común gas como el nitrógeno. Esto aumenta la presión en el mercurio, eleva su punto de ebullición y permite; por lo tanto, el uso de termómetro a temperaturas mas altas.
Un método muy usado para medir la temperatura, es la cinta bimetalica se conectan juntos 2 piezas de metal con diferentes coeficientes de expansión térmica para formar el dispositivo mostrado en la figura siguiente.
Cuando la cinta se somete a cualquier temperatura mas alta a la temperatura a la cual se hizo la liga se doblara en una dirección: cuando se somete a una temperatura inferior, se dobla al otro lado. EZKIN y FRITZE dieron métodos de calculo par las cintas bimetalicas. El radio de curvatura puede calcularse como:

t = espesor combinado de la cinta ligada.
m = razón de espesores de los materiales de baja a alta expansión.
n = razón del modulo de elasticidad de los materiales de baja a alta expansión.
a 1 =coeficiente mas bajo de expansión.
a 2 =coeficiente mas alto de expansión.
T = temperatura
To = temperatura inicial de la ligadura.
Los coeficientes de expansión térmica de algunos materiales usados están en la siguiente tabla.
Material Coeficiente de expansión
térmica x °C
Modulo de elasticidad PSI lb/plg2 GN/m2
Invar
Latón amarillo
Monel -400
Inconel -702
Acero inox. -3/6
1.7x10-6
2.02x10-5
1.35x10-5
1.25x10-5
1.6x10-5
21.4x106
14x106
26x106
31.5x106
28x106
147
96.5
179
217
193
CARACTERISTICAS DE LOS TERMOPARES MENCIONADOS
Los 6 termopares mas frecuentemente usados en la practica son:
Positivo Tipo Negativo
Cobre
Hierro
Cromel
Cromel
Platino +13% Radio
Platino +10% Radio
T
J
E
K
R
S
Constantán
Constantán
Constantán
Alumel
Platino
Platino
La clasificación por tipos a sido elaborado por la SAMA y adoptado por la ISA.
Cobre - Constantán (T)
Se utiliza para medir temperaturas entre los -18.5°C a 379°C y son de un precio bajo y ofrecen resistencia a la corrosión en atmósferas húmedas. Pueden ser usados en atmósferas reductoras y oxidantes.
Hierro - Constantán (J)
Se aplican normalmente para temperaturas, que van de -15°C a 750°C, dependiendo de su calibre. Son recomendables para usarse en atmósferas donde existe deficiencia de oxigeno libre. Son recomendables ampliamente en atmósferas reductoras. Como tienen un precio relativamente bajo son muy ampliamente usados para la medición de temperaturas dentro de su rango recomendado.
Cromel - Constantán (E)
Se emplean primordialmente en atmósferas oxidantes.
Cromel - Alumel (K)
El rango de temperatura recomendado es desde los 280°C a 580°C de acuerdo con el calibre del alambre usado. Este tipo de termopares presta un servicio optimo en atmósferas oxidantes aunque también se puede usar en atmósferas reductoras o alternativamente oxidantes o reductoras o siempre y cuando se use un tubo de protección apropiado y ventilado.
Platino - Radio (R y S)
Si se cuenta con una protección adecuada sirven para la medición de temperaturas hasta de 1650°C en atmósferas oxidantes. Estos termopares se contaminan con facilidad cuando se usan en cualquier otra atmósfera por lo que deben ser tomadas algunas precauciones en el caso de usarse en estas condiciones, mediante tubos de protección adecuados. Los vapores metálicos, el hidrogeno y los silicones son veneno para este tipo de termopares.
Sus precios, comparando con los demás termopares discutidos son mas altos y si fem. pequeños por lo que la aplicación de este tipo de termopares esta restringida a altas temperaturas.
Tungsteno - Tungsteno y Renio
Este tipo de termopares es recomendado para las mismas temperatura, que los de tungsteno - renio. La diferencia esta en que provee 3 veces potencia termoeléctrica 1650°C.
 
Calibración de Termopar
Frecuentemente se tiene que seleccionar un determinado tipo de termopar que seleccionar un determinado tipo de termopar de acuerdo con las necesidades de medición y control de temperatura. La selección, por supuesto, esta basada en varios factores, tales como el rango de temperatura de operación, exactitud requerida, respuesta térmica elevada de fem. y el medio ambiente en que el termopar va a ser instalado.
LIMITE DE TEMPERATURAS PARA TERMOPAR
Tipo de Termopar
Temperatura
 
Temperatura
Máxima
 
 
 
Mínima
CAL
CAL
CAL
CAL
CAL
Tipo T, Cobre - Constantán
Tipo J, Fierro - Constantán
Tipo E, Cromel - Constantán
Tipo K, Cromel- Alumel
Tipo R y S, Platino - Platino 13% o 10% Radio
Platino 30% (Radio 6% - Platino)
Iridio 40%, 60% Radio - Iridio
Tungsteno - Renio
Tungsteno - Tungsteno (26% Renio)
-185
-17
-185
-17
-17
-17
-17
-17
-17
760
870
1260
590
650
1100
260
480
535
980
205
370
425
870
1480
1760
1980
2200
2310
205
370
425
870
 
Cables de Extensión
El cable de extensión esta constituido generalmente de 2 conductores y esta provisto con una clase de aislante de acuerdo con las condiciones de servicio particulares. Evidentemente en lugar de los cables de extensión que podrían usar los mismos alambres de los cuales consisten los termopares, sin embargo, no seria económico hacerlo ya que por ejemplo:
En el caso de los termopares platino - platino radio el costo de los mismos es elevado por lo cual se usan otros metales para construir los cables de extensión que tienen propiedades termoeléctricas iguales o semejantes al de los termopares originales su objetivo; es extender el termopar hasta la junta de referencia del instrumento.
Tipo de Termopar
 
Cable de Extensión
 
 
 
Positivo Negativo
J JX Cobre Constantán
T TX Hierro Constantán
 
KX Cromel Alumel
K VX Cobre Constantán
 
WX Hierro
 
R, S SX Cobre Aleación especial de Cobre - Níquel
 
Tipo de Termopar Cable de extensión Polo
Positivo
Polo
Sensitivo
Envoltura
Exterior
T TX AZUL ROJO AZUL
J JX BLANCO ROJO NEGRO
F FX AMARILLO ROJO AMARILLO
K KX CAFÉ ROJO ROJO
W WX VERDE ROJO BLANCO
R, S SX NEGRO ROJO VERDE
Pirómetros de Radiación
Hasta ahora se ha visto instrumentos que miden la temperatura por calentamiento directo el elemento medidor, los pirómetros de radiación no necesitan estar en contacto intimo con el objeto caliente, el instrumento propiamente dicho es igual al potenciómetro al balance continuo, pero en vez de termopar se usa una termopila. Este aparato utiliza la ley de Stephan Voltzmann de energía radiante lo cual establece que la superficie de un cuerpo es proporcional a la 4ta potencia de su temperatura absoluta:
QB=KT4
QB = Energía emitida por un cuerpo
T= Temperatura absoluta (°K)
K= Constante de Stephan Voltzmann = 4.92x10 Kcal/m2
Aprovechando esta ley, se construyo un aparato que consta de una lente que recoge radiante y la conserva sobre una termopila colocada en el foco de la lente (cóncava); generando así una fem. que es medida con un potenciómetro de balance continuo.
Este tipo de aparatos es muy usual en hornos y en la industria metalúrgica donde se mueven lingotes, placas o biletes a temperaturas elevadas la termopila es un grupo de pequeños termopares conectados en serie, cuyas juntas calientes son aplastadas y ennegrecidas, colocadas casi juntas en el centro de un disco como se muestra en la figura.
Para compensar los efectos de la variación de temperatura en la termopila, se agrega una resistencia de níquel en paralelo a la salida la cual aumenta o disminuye la fem. producida, compensando dicha variación.
 
Pirómetro Optico
Cuando la energía radiante es a la vez luminosa, como sucede con las flamas y los metales fundidos se utiliza un pirómetro óptico, cuyo principio se basa en la variación de la resistencia de una fotocelda al variar la intensidad de la luz a la que esta expuesta.
Este instrumento tiene 2 Fotoceldas conectadas en un circuito electrónico y el galvanómetro es sustituido por un bulbo.
Una fotocelda es expuesta al cuerpo caliente y la otra a una fuente luminosa, normalmente una lampara de filamento de carbón. Al recibir la primera fotocelda el choque de la luz cambia su resistencia de acuerdo a la intensidad de dicha luz variando la corriente de placa del bulbo, Esto hace que aumente o disminuya la corriente de la lampara que ilumina la segunda fotocelda, llevándola inmediatamente en equilibrio con la fotocelda expuesta al objeto caliente.
Normalmente se usan filtros para disminuir los efectos de los gases o vapores interpuestos entre el objeto caliente y el instrumento.
Aprovechando esta ley, se construyo un aparato que consta de una lente que recoge radiante y la conserva sobre una termopila colocad en el foco de la lente; (cóncava) generando así una fem. que es medida con un potenciómetro de balance continuo.
Este tipo de aparatos es muy usual en hornos y en la industria metalúrgica donde se mueven lingotes, placas o biletes a temperaturas elevadas, la termopila es un grupo de pequeños termopares conectados en serie, cuyo juntas calientes son aplastadas y ennegrecidas, colocadas casi juntas en el centro de un disco como se muestra en la siguiente figura.
 
Para compensar los efectos de la variación de temperatura en la termopila, se agrega una resistencia de níquel en paralelo a la salida la cual aumenta o disminuye la fem. producida, compensando dicha variación.
Termoposo
Es muy importante que el termopar no toque la pared del termoposo.
 
CRITERIOS QUE SE DEBEN TOMAR PARA LA ELECCION DEL TERMOPOSO
  • Que sea resistente a la temperatura.
  • Acción de gases oxidantes y reductores.
  • Que contengan una conductividad térmica muy alta para hacer una transferencia de energía rápida.
  • Resistente a los cambios bruscos de temperatura.
  • Resistente a los esfuerzos mecánicos.
  • Resistente a la corrosión de vapores ácidos.
 
MATERIAL DE TERMOPOSOS
Hierro Fundido - Dulce y Acero
Es de reemplazo económico, no justifica la compra de otro. No es muy bueno para atmósferas oxido - reductoras.
Hierro - Cromo
Resistente a altas temperaturas y ambientes oxidantes, también se puede usar con ambiente con azufre.
Hierro Cromo - Níquel
Es muy resistente a altas temperaturas y ambientes oxidantes, no acepta al azufre.
Acero Inoxidable 304-316
Resistente a la corrosión química, a altas temperaturas y ambiente con amoniaco.
Existen termoposos de vidrio cuando no se aceptan aceros inoxidables, se pueden recubrir con PVC, Tantalio para resistir la corrosión y otros factores.
El vidrio se emplea en atmósferas de benceno, amoniaco, etc.
 
Escalas de temperatura aplicables
 
Exactitud aproximada
 
Respuesta
 
 
Dispositivo °F °C °F °C transitorios Costo Notas
Termómetro de liquido en vidrio
 
 
 
 
 
 
 
a. Alcohol
-90 a 150 -70 a 65 ± 1 ± 0.5 Mala Bajo
Usados como termómetros baratos para temperaturas bajas.
b. Mercurio
-35 a 600 -40 a 300 ± 0.5 ± 0.25 Mala Variable
Exactitud de ± 0.1°F (0.05°C que puede obtenerse con termómetros calibrados especialmente.
c. Mercurio lleno con gas
-35 a 1000 -40 a 550 ± 0.5 ± 0.25 Mala Variable
Exactitud de ± 0.1°F (0.05°C que puede obtenerse con termómetros calibrados especialmente.
Termómetro de expansión de fluido
 
 
 
 
 
 
 
a. Liquido o gas
-150 a 1000 -100 a 550 ± 2 ± 1 Mala Bajo
Ampliamente usados en las mediciones industriales de temperatura.
b. Presión de vapor
20 a 400 -4 a 200 ± 2 ± 1 Mala Bajo
 
Cinta bimetálica
-100 a 1000 -70 a 550 ± 0.5 ± 0.25 Mala Bajo
Ampliamente usados como dispositivos simples de medición de temperatura
Termómetro de resistencia eléctrica
-300 a 1800 -180 a 1000 ± 0.005 ± 0.0025 De regular a bueno Caro
El mas exacto de todos los métodos
Termistor
-100 a 500 -70 a 250 ± 0.02 ± 0.01 Muy bueno Bajo
Util para los circuitos compensadores de temperatura; las cuentas termistores pueden obtenerse en tamaños muy pequeños.
Termopar
Cobre - Constantán
-300 a 650 -180 a 350 ± 0.5 ± 0.25 Buena Bajo
 
Termopar
Hierro - Constantán
-300 a 1200 -180 a 650 ± 0.5 ± 0.25 Buena Bajo
Superior en atmósferas reductoras
Termopar
Cromel - Alumel
-300 a 2200 -180 a 1200 ± 0.5 ± 0.25 Buena Bajo
Resistente a la oxidación a temperaturas altas
Termopar
Platino - Platino con 10% de sodio
0 a 3000 -15 a 1650 ± 0.5 ± 0.25 Buena Alto
Salida baja; el mas resistente a la oxidación a temperaturas altas
Pirómetro óptico
1200 más 650 más ± 20 ± 10 Mala Medio
Ampliamente usado en medición de temperaturas en hornos industriales.
Pirómetros de radiación
0 más -15 más ± 0.5 °C bajos alcances, 2.5 a 10°C a alta
 
Buena Medio a alto
Aplicaciones en aumento como resultado de los nuevos dispositivos de alta precisión que están en continuo desarrollo