LOS TERMÓMETROS, Efectos del Calor Sobre
los Materiales, Dilatación

LA DILATACIÓN TÉRMICA DE LOS METALES Y SU USO EN LOS TERMÓMETROS

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DILATACIÓN Y LOS TERMÓMETROS

El calor dilata los gases, los líquidos y los sólidos; por lo tanto, todos ellos pueden, en principio, medir las temperaturas.

Los gases se dilatan mucho: 1/273 de su volumen a °C por cada grado de aumento de temperatura. Un balón lleno de gas, conectado a un tubo recorrido por una gota de mercurio, señala fácilmente un aumento de temperatura. Pero, desafortunadamente, los gases son también sensibles a la presión, y su empleo se limita a fríos extremos.

La dilatación de los sólidos se mide en millonésimas, de modo que los termómetros llamados bimetalicos (una varilla cuya mitad izquierda es (le un metal y la derecha de otro, ambos con diferentes coeficientes de dilatación), que se incurvan según la temperatura, son poco sensibles (5 ó 6°C.)

TERMÓMETROS A BASE DE LÍQUIDOS

Los Termometros Efectos del Calor Sobre los Materiales DilatacionUtilizan la diferencia de dilatación entre los líquidos, cuyos coeficientes se miden en milésimas, y el recipiente sólido, que se expande por millonésimas. Para que la dilatación sea más visible existe un bulbo, o depósito voluminoso de líquido, y un tubo capilar, muy delgado, que refleja con gran sensibilidad cualquier variación de volumen. Claro está que si el bulbo es muy grande tardará mucho en calentarse, y el termómetro será lento.

TERMÓMETROS ESPECIALES

El termómetro clínico es un termómetro de máxima: el mercurio sube a través de un estrangulamiento, pero es incapaz de bajar por él si no se lo sacude. En meteorología se utilizan termómetros de máxima y mínima, como se ilustra en la figura.

Para los fríos extremos los termómetros convencionales no sirven porque se congelan y, además, su dilatación no es proporcional a la temperatura. Asimismo, tienen que ser independientes de los campos magnéticos que se usan para aproximarse al cero absoluto.

Como el frío modifica la resistencia de los materiales, los alambres de platino ‘dan buenas mediciones hasta 269”C bajo cero; el bronce fosforoso, hasta 3 centésimas del cero absoluto, y el carbón, hasta 5 milésimas del frío máximo, con un error de sólo un diezmilésimo de grado. Pero, por desgracia, toda resistencia opuesta al paso de una corriente engendra calor, y modifica la baja temperatura, tan difícil de lograr.

Se prefiere, por lo tanto, utilizar gases o vapores a muy baja presión (precisión: un centésimo de grado; son lentos), o gases como el helio, hasta 272°C cero de allí en adelante, sustancias con un magnetismo especial (sales, hasta un milésimo de grado absoluto. y cobre, hasta un millonésimo de grado absoluto).

ERRORES DE LOS TERMÓMETROS

Cuando una parte del termómetro queda fuera del cuerpo cuya temperatura se mide, es necesario prever esa diferencia en la llamada sección emergente (por ejemplo, la parte que sobresale de la boca del paciente). En la medición de altas temperaturas el cuerpo del termómetro o su protección pueden disipar calor. La inercia térmica, que proviene de la necesidad de calentar un bulbo demasiado grande, es también un factor de error. La dilatación desigual de ciertos líquidos, llamada error de gradiente, puede ser grave: •por ejemplo, el agua se contrae hasta los 40 y luego se vuelve a dilatar hasta 00, de manera que puede tener un mismo volumen para dos temperaturas diferentes. Por eso se prefiere el mercurio, que se dilata con regularidad.

APLICACIONES Y VARIANTES

Si el líquido es conductor, mediante una conexión eléctrica a la altura deseada, el terrmómetro puede servir como dispositivo de alarma. Ya explicamos los pirómetros ópticos y el uso de lápices o pinturas. Hay un hilo de mercurio (8) entre dos recipientes de alcohol (5 y 11). Cuando la temperatura aumenta el mercurio se desplazo hacia el bulbo N0 5, porque éste tiene un espacio libre para absorber el empuje del depósito N0 11. Cuando el dispositivo se enfría sucede a la inverso. El mercurio, q    ue no mojo a los indicadores (6 y 10), los empuja en sus desplazamientos; el alcohol, en cambio, no los afecto. Se obtiene, así, un registro de las temperaturas máximas y mínimas en un lapso determinado. Los indicadores, de porcelana, tienen en su interior un trozo de hierro, paro volverlos, mediante un imán, al punto inicial. E! aparato se mantiene horizontal.

ras que cambian de matiz con el calor. Los termistores (semiconductores cuya resistencia disminuye con el calor) son extraordinariamente sensibles pero inestables. Además, en temperaturas muy bajas su resistencia es excesiva y en las muy elevadas se deterioran. Los alambres de platino, níquel y cobre delgados (se explicaron con los pirómetros), cuya resistencia aumenta con la temperatura, son estables, resistentes y muy seguros, pero no tan sensibles. ‘Como el mercurio se dilata muy poco, requiere un bulbo relativamente grande, lo que implica cierta lentitud (un minuto para los buenos termómetros clínicos). El termómetro Beckmann permite una precisión de un milésimo de grado: su bulbo de mercurio es muy grande, y regulable según la temperatura que se desea medir (‘de otro modo el tallo del termómetro sería larguísimo). Muchos hidrocarburos, de la familia de la gasolina, son útiles para temperaturas relativamente bajas, pero, por desgracia, son muy sensibles a la presión.

El pájaro sediento es un juguete que gira casi alrededor de su punto de equilibrio. Al aumentar la temperatura el mercurio se expande y la cabeza baja hasta sumergirse en el agua. Ésta, que por evaporación siempre pierde alguna cantidad de calor y está un poco más frío que el mercurio, lo hace retroceder. Entonces, el pájaro vuelve a erguirse hasta que concluyo la evaporación del agua por su pico humedecido. El mercurio se dilata y el ciclo recomienza.

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