COEFICIENTES TÉRMICOS DE UN SISTEMA

Cuando en un sistema termodinámico alteramos alguna de las variables que sirven para especificar su estado, esa variación, en general, afectará a las demás variables de estado. La variación experimentada por una de las variables con respecto a la sufrida por otra puede determinarse introduciendo los llamados coeficientes térmicos del sistema.

Supongamos, para ello, un sistema de un componente de una sola fase. El volumen del sistema vendrá expresado en función de la presión y de la temperatura (propiedades independientes) mediante la correspondiente ecuación térmica de estado:

ECUACIONES DE ESTADO TÉRMICA Y ENERGÉTICA DE UN SISTEMA.

El estado de un sistema viene definido en función del valor de sus variables o propiedades termodinámicas. Ahora bien, como no todas las variables termodinámicas del sistema son independientes entre sí, es suficiente con especificar sólo un reducido número de ellas para que todas las demás puedan ser determinadas.

Se nos plantean, pues, dos problemas a saber:
a) Determinar el número de variables independientes que es necesario conocer para que todas las demás puedan determinarse.
b) Disponer de las expresiones matemáticas que nos permitan determinar las variables dependientes en función de las independientes.

El primer problema, lo resuelve la regla de las fases de Gibbs, de acuerdo con la cual, para sistemas influenciados únicamente por cambios de presión, temperatura y concentración, el número  de propiedades independientes o grados de libertad de un sistema, , viene dado por la expresión:

PIROMETROS ÓPTICOS

Para temperaturas superiores a las del punto de fusión del oro (1064 ºC) se utilizan los llamados pirómetros de radiación.

Los pirómetros de radiación no tienen la necesidad estar en contacto físico con el cuerpo cuya temperatura deseamos medir, siendo de gran utilidad para la medición de temperaturas hasta 3000 ºC, con gran precisión. No pueden utilizarse para temperaturas inferiores a 500 ºC.

Se clasifican en pirómetros de radiación total y pirómetros de radiación parcial, según sea el instrumento que recoja toda o parte de la radiación emitida por el cuerpo cuya temperatura se desea medir.

Los pirómetros de radiación total miden la potencia total emitida por el cuerpo caliente y se basan en la ley Stefan-Boltzman, según la cual, la radiación emitida por un cuerpo negro por unidad de área y tiempo es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo emisor. Esto es:

 

PARES TERMOELÉCTRICOS O TERMOPARES

Los termopares son termómetros que se basan en el efecto de Seebeck, que consistente en que si las soldaduras de dos conductores distintos A y B se mantienen a temperaturas distintas, T1 y T2 aparece una diferencia de potencial en el circuito formado por los conductores.

Par termoeléctrico

TERMISTORES

Son resistencias constituidas por semiconductores que, a diferencia de los metales, presentan la particularidad de que su resistividad* disminuye al aumentar la temperatura. Suele utilizarse germanio o silicio.

Los termistores nos permiten realizar medidas de temperatura de gran sensibilidad. Son muy inestables por lo que a veces se les añaden óxidos estabilizadores para conseguir mayor reproducibilidad y estabilidad.

La relación entre la resistencia  la temperatura de un termistor viene dad por la expresión:

en donde a y b son constantes características para una sustancia dada; a es una constante característica de la forma y dimensiones del termistor y b, otra constante característica de la naturaleza del mismo que puede variar entre 2000 y 6000 K

Los termistores se emplean, fundamentalmente, para la medida de temperaturas comprendidas entre 100 y 400 ºC, aunque pueden usarse, también, para medir temperaturas hasta 1000 a 1200 ºC

* "resistencia eléctrica de un material, a mayor resistividad peor comportamiento del material con respecto a la conducción de la electricidad".