TEMPERATURA, ESCALAS Y LA IMPORTANCIA DE SU APLICACIÓN EN INGENIERÍA

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TEMPERATURA, ESCALAS Y LA IMPORTANCIA DE SU APLICACIÓN EN INGENIERÍA por Mind Map: TEMPERATURA, ESCALAS Y LA IMPORTANCIA DE SU APLICACIÓN EN INGENIERÍA

1. Temperatura: Es una magnitud física de la materia que expresa cuantitativamente las nociones comunes de frio y calor.

1.1. La temperatura se mide utilizando diferentes escalas termométricas

1.1.1. Todas estas escalas tienen en común, los mismos puntos de referencia correspondientes a los cambios de estado de la materia de diferentes sustancias.

1.1.1.1. Estas temperaturas son fijas siempre que el cambio de estado se produzca en las mismas condiciones de presión

1.1.2. Las escalas más comúnmente utilizadas son la Kelvin o Absoluta, Celsius o Centígrada y la Fahrenheit.

1.1.2.1. Celsius o Centígrada: El punto de congelación está en 0°C y el de ebullición en 100°C.

1.1.2.1.1. La distancia entre ambos puntos es de 100 puntos fijos, y cada una de ellas se denomina como un grado Celsius 1°C.

1.1.2.2. Fahrenheit: La temperatura de fusión o congelamiento se encuentra en 32°F y la temperatura de ebullición en 212°F.

1.1.2.2.1. El intervalo entre estos 2 puntos tiene 180 divisiones.

1.1.2.2.2. Se mide en grados Fahrenheit (°F).

1.1.2.3. Kelvin o Absoluta: La temperatura de fusión o congelación del agua es de 273K y la temperatura de ebullición es de 373K.

1.1.2.3.1. Entre los puntos de congelacion y de ebullicion hay 100 divsiones que representan un grado kelvin.

1.1.2.3.2. El cero es la temperatura mínima de esta escala y corresponde al temperatura en la cual las moléculas de cualquier sustancia carecen o no tienen ningún tipo de movimiento.

1.2. El calor fluye únicamente desde las regiones con mayor temperatura hacia las regiones con menor temperatura.

1.2.1. Los cuerpos con una temperatura más alta transfieren calor a los cuerpos con menor temperatura, en este sentido tratan de igualarse o equilibrarse.

1.2.1.1. El cuerpo con mayor temperatura baja el grado de movimiento de sus partículas y el de menor temperatura aumenta el movimiento de estas.

2. La temperatura es producto de la enrgia interna de un cuerpo.

2.1. Su caracteristica más relevante es la termodinamica, que es la capacidad de generar energía cinética

2.1.1. La energía cinética es un tipo de energía que se produce por el movimiento de las partículas de un cuerpo con relación a su centro de masa

2.1.1.1. Las partículas generan calor mediante su movimiento, pero al no ser un movimiento constante, se producen variaciones en la temperatura del cuerpo.

2.1.1.1.1. También, estos cuerpos son capaces de transmitir este calor por medio de conducción, convección o radiación.

3. La temperatura de un cuerpo se puede medir por medio de un termómetro calibrado según la escala a la que pertenezca.

3.1. Celsius: Se usa de manera cotidiana en Europa y América Latina (°C)

3.2. Fahrenheit: Esta escala es empleada mayormente en U.S.A. (°F)

3.3. Kelvin: Se utiliza esta medición en ámbitos científicos en la mayor parte del mundo. (K)

4. Los seres humanos y animales pueden regular su temperatura de manera natural o involuntaria, sin necesidad de adaptarse al ambiente externo.

4.1. El cuerpo se adapta a la temperatura del ambiente por medio de metabolismo natural

4.1.1. A temperaturas bajas las reacciones que dependen de la temperatura se ralentizan, y el metabolismo se encarga de regular la temperatura al absorber mas calorías y evitar que el cuerpo las consuma rápidamente y entre en estado de hipotermia.

4.1.2. A temperaturas altas, se dan altas tasas metabólicas que pueden ocasionar daño celular, por lo que es mejor conservar la energía en forma de grasa y que esta se consuma para evitar dichos problemas

5. La importancia del calor radica en ser un fenómeno necesario para el desarrollo de la vida

5.1. Al ser un tema que percibimos todos los días, no reflexionamos mucho acerca de su importancia, causas que la provocan y de qué forma puede emplearse de la mejor manera en procesos científicos o cotidianos.

5.1.1. Gracias a este proceso es posible el desarrollo de la vida en la Tierra dado que la energía del sol calienta la superficie y esta temperatura se proyecta a la atmósfera.

6. La temperatura es muy importante para la ingeniería pues se puede identificar las ganancias o pérdidas de calor en las sustancias empleadas en un proceso para obtener resultados óptimos en los productos así como en la conservación de las máquinas y el buen funcionamiento de un dispositivo electrónico.

6.1. La variación de temperatura de un cuerpo, afecta directamente su dilatación (aumento de la estructura, volumen, longitud u otra dimensión de un cuerpo) y, salvo algunas excepciones, todos los cuerpos (sólidos, líquidos o gaseosos) se dilatan cuando su temperatura aumenta.

6.1.1. Es importante conocer los coeficientes de dilatación, calor, transmisión de calor, calor específico, capacidad térmica, escalas de temperatura (Celsius y Fahrenheit, entre otras), entre otros temas, para manejar de mejor forma los aparatos tecnológicos teniendo en cuenta sus parámetros en cuestiones de mediciones de temperatura.

6.1.1.1. La climatización industrial comprende todos aquellos mecanismos y procesos dirigidos a controlar la temperatura de la fábrica y sus componentes y a mantenerla en unos niveles estables.

6.1.1.1.1. La maquinaria que funciona dentro de una fábrica genera calor. Esto se debe al funcionamiento de sus mecanismos, cuya energía acaba generando calor que se transmite a la maquinaria y al ambiente. El exceso de calor puede provocar daños en la maquinaria. Puede provocar averías en partes sensibles, pone en riesgo los circuitos y la parte más delicada de la máquina, además de acelerar el ritmo de desgaste de la misma.

6.1.1.1.2. En el ámbito industrial o de trabajo, el calor es uno de los mayores peligros a los que se enfrentan los trabajadores, sobre todo de las fábricas. Las quemaduras por una maquinaria muy caliente, dificultades para respirar, golpes de calor y mareos son riesgos muy comunes para el personal de este sector.

6.1.1.2. Hay algunos materiales que se resienten con el calor pero existen otros que pueden deformarse, volverse demasiado blandos, etc. lo que puede provocar que el aparato salga defectuoso o no pueda fabricarse.

6.1.1.2.1. Materiales resistentes al calor como: caucho sintético, silicona, compuestos de carburo de tantalio y carburo de hafnio, unas cerámicas refractarias, etc.

6.1.1.2.2. Los buenos conductores de electricidad (metales como el cobre, el aluminio, el oro y la plata) también son buenos conductores de calor, mientras que los aislantes eléctricos (madera, plástico y hule) son malos conductores de calor.