Módulo 1: CONOCIMIENTOS BÁSICOS GENERALES

U.D.: 3. FÍSICA

3.1. MAGNITUDES Y SISTEMAS DE MEDIDA.

Al observar el mundo que nos rodea, percibimos la existencia de una relación lógica entre determinados fenómenos, que se verifican, siempre, en determinadas condiciones. El estudio de las relaciones existentes entre los fenómenos físicos nos enseña que existe, entre ellos, una relación causal, definida por las leyes que se estudian en la Física.

Esta observación, cualitativa, necesita para su mejor y total comprensión disponer de medidas que dimensionen lo observado consiguiendo también una información cuantitativa. Para ello se requiere la medición de la magnitud, técnica mediante la cual asignamos un número a una cualidad física.

La observación o el estudio experimental de los fenómenos físicos, requiere, para su comprensión y análisis, conocer las medidas y cualidades de las magnitudes que intervienen en los mismos. Llamamos magnitud física a toda propiedad de un cuerpo que se pueda medir.

Estas partes de las magnitudes que tomamos, de manera aleatoria, como unidades, se denominan unidades fundamentales, se definen por sí mismas.
Las unidades que necesitan, para su definición, de otras, se llaman unidades derivadas.

Se han establecido sistemas de unidades que, partiendo de un número mínimo de unidades fundamentales, resuelven todas las necesidades de medida que requieren las magnitudes físicas.

El sistema de unidades que utilizaremos en el curso es el Sistema Internacional (SI), de uso oficial en la CEE:

Otros sistema usual es el Sistema absoluto inglés IP (inch-Pound).

En el anexo del curso incluimos información de las magnitudes derivadas con cuadros de equivalencias.

En todo caso, si conocemos las medidas de una magnitud en un sistema, podemos obtener su equivalencia en otro, basta saber la relación que existe entre las unidades fundamentales de los dos , el factor de conversión.

3.2. CONCEPTOS Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE FÍSICA

No pretendemos ser exhaustivos en la materia, ya que los objetivos del curso así lo requieren, no obstante, estimamos conveniente repasar algunos conceptos de uso generalizado y de aplicación especifica en el estudio y realización de instalaciones térmicas:

3.2.1. Materia

Los cuerpos, seres u objetos materiales que impresionan nuestros sentidos, cuyos atributos principales son la extensión y la impenetrabilidad natural en sus últimas partículas, están constituidos por materia. A la cantidad de materia que contiene un cuerpo le llamamos masa o masa inerte.
 
Definimos la masa como "el número que asociamos a cada partícula, que se obtiene comparándola con una masa patrón, en una balanza de brazos iguales".

Fig. 1326B - BALANZA PARA MEDIR MASAS.

Ampliaremos más información en la U.D que dedicaremos a recordar los principios fundamentales de Química.

Llamamos fenómenos físicos, a las modificaciones accidentales de los cuerpos, que desaparecen al cesar las causas que los originaron, como la dilatación, evaporación o la fusión.

Estados de la materia

Es fácil observar que la materia se presenta de forma diversa en la naturaleza es la cualidad que llamamos estados de la materia, que son:

- Sólido. (Poseen forma y volumen constante)
- Líquidos (Volumen constante y forma variable)
- Gaseosos (No poseen forma ni volumen constantes)

Algunas sustancias pueden pasar de un estado a otro en determinadas circunstancias, mediante aplicación de calor o enfriamiento. El agua la encontramos en la naturaleza en los tres estados, hielo, agua y vapor de agua.

El esquema siguiente nos muestra las diferentes posibilidades de cambio de estado de los cuerpos.

Fig. 1321B - ESTADOS DE LA MATERIA

3.2.2. Velocidad

Se define como velocidad media de un móvil al cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo.

Fig. 1322A - VELOCIDAD

EJEMPLO Fig. 1322B

EJEMPLO Fig. 1322C

3.2.3. Aceleración

Denominamos aceleración a las variaciones que experimenta un móvil en el que la velocidad no permanece constante. Se representa,

Fig. 1323A - ACELERACIÓN

EJEMPLO Fig. 1323B

3.2.4. Fuerza

La fuerza se define como a toda causa capaz de producir un cambio en la situación de reposo o movimiento de un cuerpo (una aceleración) o una deformación en  el mismo.

Fig. 1324A - FUERZA

La inercia es la propiedad que poseen los cuerpos, que mide la oposición que ofrecen a cualquier cambio en su estado de reposo o movimiento.

La suma algebraica de todas las fuerzas que actúan sobre un sistema, incluida la inercia, es igual a cero.

Leyes de Newton

1º Ley de Newton, Principio de inercia

Todo cuerpo seguirá en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme si las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo se equilibran mutuamente.

2º Ley de Newton,  Ecuación fundamental de la dinámica

Las aceleraciones experimentadas por un mismo cuerpo son proporcionales a las fuerzas que las producen. O, la fuerza es igual a la masa por la aceleración.

3º Ley de Newton, Principio de la acción y la reacción

Principio de acción y reacción. Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce, a su vez, otra fuerza sobre el primero igual en magnitud y dirección, pero en sentido opuesto.

3.2.5.-Gravedad, Peso

La tierra ejerce sobre los cuerpos una fuerza de atracción a la que llamamos fuerza de la gravedad o peso.

Ley de la gravitación universal (Newton):

La fuerza con que dos cuerpos cualesquiera se atraen es proporcional al productos de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que les separa.

La fuerza estática de la gravedad (peso) ejercida sobre diferentes cuerpos, es proporcional a una magnitud característica del cuerpo, su masa pesante.

La fuerza de atracción de la gravedad (el peso de un cuerpo), es proporcional a una magnitud característica del lugar donde se realiza la pesada. Esta fuerza es la Intensidad de la gravedad en ese punto.

Para la aceleración de la gravedad, o simplemente gravedad (g), se toma el valor  de 9,8 m/s

Fig. 1325A - PESO

Las unidades empleadas para el peso son las mismas que para la fuerza ya que son la misma magnitud. En el sistema SI, es el Newton.
Ejemplos:

EJEMPLO Fig. 1325

	Foto 1325A Sciencepics.com
EJEMPLO Fig. 1325C

3.2.6. Densidad.

En un cuerpo físicamente homogéneo existe proporcionalidad entre los volúmenes considerados y la masa en ellos contenida.

Se define como densidad de un cuerpo a la relación existente entre la masa del mismo y su volumen.

Fig. 1326A - DENSIDAD

 

A la densidad expresada anteriormente se le llama absoluta.

Balanzas para medir densidad / Medidores de densidad

Las balanzas para medir densidad determinan la densidad en líquidos y en sólidos según el método de impulso ascensional. En principio estas balanzas para medir densidad son balanzas electrónicas de una gran precisión. Las balanzas para medir densidad son muy útiles para comprobar la densidad de plásticos, de gomas, de metales sinterizados, de cerámica, de vidrio y de otros materiales no metálicos. El modo de determinar la densidad destaca por su alta precisión y por la rapidez de obtención de los resultados de medición. La medición de la densidad en líquidos se realiza midiendo el impulso ascensional con un determinado cuerpo de cristal la medición de la densidad en sólidos se realiza a través del peso y el volumen de una muestra. El dispositivo de pesado de las balanzas para medir densidad determina el peso, el volumen se calcula por el empuje de la muestra dentro de un líquido, para lo que deberá conocerse la densidad de este líquido.

Foto 1326A

Tabla nº 2

Densidades de sólidos y líquidos a (20ºC)
Sustancia	Densidad (g/cm3)	Sustancia	Densidad (g/cm3)
Acero	7.7-7.9	Oro	19.31
Aluminio	2.7	Plata	10.5
Cinc	7.15	Platino	21.46
Cobre	8.93	Plomo	11.35
Cromo	7.15	Silicio	2.3
Estaño	7.29	Sodio	0.975
Hierro	7.88	Titanio	4.5
Magnesio	1,76	Vanadio	6.02
Níquel	8.9	Volframio	19.34

Sustancia	Densidad (g/cm3)	Sustancia	Densidad (g/cm3)
Aceite	0.8-0.9	Bromo	3.12
Acido sulfúrico	1.83	Gasolina	0.68-0.72
Agua	1.0	Glicerina	1.26
Agua de mar	1.01-1.03	Mercurio	13.55
Alcohol etílico	0.79	Tolueno	0.866

Densidad relativa.

Por densidad relativa de una sustancia se entiende, el cociente entre la densidad absoluta se esa sustancia y la de otra que se toma como referencia.

Fig. 1326C

Como sustancias de referencia se toman:

Fig. 1326D

Otros instruentos para medir densidad / Medidores de densidad

Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos. Típicamente está hecho de vidrio y consiste en un cilindro y un bulbo pesado para que flote derecho. El líquido se vierte en una jarra alta, y el hidrómetro gradualmente se baja hasta que flote libremente. El punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del hidrómetro se observa en la escala. Los hidrómetros, generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la gravedad específica en gramos por centímetro cúbico. En líquidos ligeros, como queroseno, gasolina, y alcohol, el hidrómetro se debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos pesados como agua salada, leche, y ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos ligeros, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.

Foto 1326B

Tabla nº 3

Densidad relativa - Líquidos y sólidos
Sustancia	g/cm3		Sustancia	g/cm3
Aceite de oliva	0.92		Cobalto	8.90
Agua	1.00		Cobre	8.92
Alcohol etílico	0.70		Cristal	3.35
Aluminio	2.70		Cromo	7.14
Antimonio	6.71		Diamante	3.52
Azufre	2.07		Estaño	7.28
Benceno	0.88		Fósforo	2.20
Bismuto	9.79		Glicerina	1.26
Calcio	1.54		Hielo	0.91
Cinc	7.14		Hierro	7.88
Hulla	1.30		Platino	21.45
Iridio	22.42		Plomo	11.34
Lignito	1.20		Potasio	0.86
Litio	0.53		Sal gema	2.17
Magnesio	1.74		Silicio	2.40
Manganeso	7.20		Sodio	0.97
Mercurio	13.55		Tungsteno	19.32
Níquel	8.92		Uranio	18.70
Oro	19.30		Vidrio	2.53
Plata	10.50		Yodo	4.93

Tabla nº 4

Densidad relativa - Gases
Sustancia	g/cm3	Sustancia	g/cm3
Aire	1.00	Hidrógeno	0.07
Amoníaco	0.60	Neón	0.70
Argón	1.38	Nitrógeno	0.97
Butano	2.00	Óxido nitroso	1.53
Cloro	2.49	Monóxido de carbono	0.97
Gas carbónico	1.53	Oxígeno	1.10
Helio	0.14	Ozono	1.72

Fig. 1326E

3.2.7. Volúmen específico. γ (Ganma)

Es el volumen ocupado por la unidad de masa.

Fig. 1327A

3.2.8. Peso específico.

Llamamos peso específico de un cuerpo homogéneo, al peso de la unidad de volumen de dicho cuerpo.

Fig. 1328B

3.2.9. Trabajo.

Si aplicamos una fuerza sobre un cuerpo, dando lugar a un desplazamiento del mismo, decimos que se ha realizado un trabajo. Simplificando, definimos el trabajo mediante la expresión:

Fig. 1329A - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

3.2.10. - Energía.

La Energía se define como la capacidad de producir trabajo. (Ver 3.2.10) Trabajo es la consecuencia de aplicar una fuerza sobre un cuerpo, modificando su situación, dimensiones, estado físico o químico.

De acuerdo con las definiciones anteriores, el agua de la presas hidráulicas, la gasolina, los animales y el hombre están capacitados para realizar trabajos, porque están dotados de energía. La energía se diferencia por sus diversas formas de manifestación, como movimiento, luz, calor, electricidad, química, solar ó atómica. Para la emergía se utilizan las mismas unidades que para el trabajo. En el sistema S.I la unidad es el Julio (J).

3.2.11.- Energía potencial.

Es la aptitud que tienen ciertos cuerpos para producir un  trabajo debido a su posición (energía gravitatoria), su forma (muelle elástico) su composición química(pólvora), etc.

Fig. 1352A - Energía potencial

Fig. 1352A - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

3.2.12.- Energía cinética.

Es la capacidad para producir trabajo que tiene un cuerpo, debido a su estado en movimiento. La energía cinética representa la aptitud de  los cuerpos en movimiento para producir trabajo.

Fig. 1353A - Energía cinética

Si un cuerpo se encuentra en reposo, el trabajo realizado por la fuerza que lo pone en movimiento, se transforma en energía cinética, adquirida por el cuerpo.

3.2.13.- Principio de conservación de la energía mecánica.

En todo sistema aislado, (campo conservativo donde se estima que no hay rozamientos) la energía mecánica del mismo se conserva constante, la suma de la energía cinética y potencial en cada punto del sistema es constante: la energía ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma

Fig. 1354A - Conservación de la energía mecánica - Sistema aislado

Si el sistema no es conservativo, es decir, si existen pérdidas por rozamiento, se expresaría:

Fig. 1354B - Conservación de la energía mecánica - Sistema no conservativo

Fig. 1354C - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

Fig. 1354D - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

3.2.14. Potencia.

En la definición del trabajo no interviene el tiempo que se tarda en realizarlo. Llamamos potencia de un sistema determinado al trabajo que ha realizado o puede realizar en la unidad de tiempo.

Fig. 13210A - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

3.3. NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. - CONCEPTO  DE PRESIÓN

Denominamos fluidos a todas las sustancias que no son sólidas, es decir, los líquidos, independientemente de su viscosidad, y los gases.

Tanto en los líquidos, como en los gases, el movimiento molecular es libre y caótico; se diferencian esencialmente en que, los líquidos tienen un volumen definido, ocupando un espacio determinado, y los gases ocupan siempre el volumen total del recipiente que los contiene.

Fig. 133A - Pase el cursor sobre la mano para ver la explicación

3.3.1. Presión

Si aplicamos una fuerza  determinada (F), uniformemente sobre una superficie (S), denominamos presión (P) a la relación:

Fig. 1331A

El Pascal (Pa),  es una unidad muy pequeña, por lo que, habitualmente, se utilizan otras más prácticas, como el kilopascal (kPa = 1000 Pa) o el bar (100.000 Pa).
En la Tabla nº 15 se recogen las unidades más usadas y la equivalencia entre ellas.

Fig. 1331B

Principio de Pascal

La presión ejercida sobre un punto de un fluido incompresible se transmite íntegramente en todas las porciones del fluido.

Fig. 1331C

Principio de Arquímedes

Todo cuerpo sumergido, total o parcialmente en un fluido, está sometido a un empuje hacia arriba, igual al peso del fluido desalojado.

Fig. 1331D

Cuadro de equivalencias.

1 atm = 101,325 kPa;

1m H2O = 9,8 kPa

1 bar = 100 kPa

Tabla nº 5

Unidad	kPa	Kg/cm2	mm Hg	m H2O	bar
1 kPa	1	0.01	7,50	0.101	0.01
1 kg/cm2	98.06	1	735,56	10,00	0,98
1 mm Hg	0,13	0,35· 10-3	1	0,013	1,33· 10-3
1 m H2O	9,80	0,099	73,55	1	0,098
1 bar	100	1,02	750,06	10,19	1

Otras equivalencias
1 kPa = 1000 N/m2	1 atmósfera = 101,32 kPa = 760 mm Hg
1 mm H2O = 0,0098 kPa	1 psi = 689476 kPa
1 ft H2O = 2,98 kPa	1 in H2O = 0,249 kPa

En la práctica, se considera:

1bar = 1Kg/cm2 = 1 atm = 10 m.c.a = 100 kPa = 760 mm Hg

Tabla nº 6

Abreviaturas y símbolos:
Pa	Pascal
m.c.d.a.	metros de columna de agua.
mm.c.d.a	milímetros de columna de agua.
mm.Hg	milímetros de columna de mercurio.
Atm.	Atmósfera.
Bar	Bar
psi	Unidad inglesa. Libra por pulgada2 (pound per square inch)

3.3.2. Presión estática

Presión estática

La presión en en un punto cualquiera de un líquido en reposo es igual a la presión existente en la superficie libre del mismo, más el peso de una columna, del propio líquido, que tenga por base la unidad de superficie y por altura la distancia vertical entre ese punto y la superficie libre.

Esta será la presión estática en ese punto. La expresamos mediante la ecuación siguiente:

Fig. 1332A

Fig. 1332B

Fig. 1332C

3.3.3. Presión atmosférica

Los gases, aparte de las propiedades comunes a todos los fluidos, tienen otras que les son específicas y por las que se diferencian de los líquidos:

Propiedades específicas de los gases

La compresibilidad y la aptitud para expansionarse y difundirse, ocupando todo el espacio disponible.

Esta propiedad es la que faculta el que dos o más gases que ocupen un mismo recipiente, estén mezclados íntimamente, no existiendo superficie alguna de separación entre ellos. Debido a la propiedad que tienen los gases de expansionarse, a la masa gaseosa que envuelve la Tierra, la atmósfera, no se le puede asignar un límite superior. La densidad del aire disminuye a medida que aumenta la altura y, por lo tanto, al no ser ρ constante, no podemos aplicar la formula: P = P₀ + ρgh

La presión atmosférica puede determinarse mediante el experimento de Torricelli, (Fig. 1333A).

Tomamos un tubo de vidrio, aproximadamente de un metro, cerrado por un extremo, y lo  llenamos de mercurio. Tapando con el dedo el extremo abierto, lo introducimos por el en una cubeta que contiene, también, mercurio. Al retirar el dedo observaremos que el mercurio desciende de nivel en el tubo hasta una cota h, contada verticalmente desde la superficie libre de la cubeta.

La presión en los puntos M y N es la misma, la presión atmosférica, que es igual al peso de la columna de mercurio de altura h. Realizado el experimento al nivel del mar nos da una altura aproximada de 760 mm.

Fig. 1333A - Experimento de Torricelli

3.3.4.- Presión absoluta. Escala de presiones absolutas.

Conociendo que un fluido a 0º K (-275ºC), cero absoluto, carece de actividad molecular, y por lo tanto, no se producen choques entre sus moléculas, la presión será cero.
Así mismo ocurriría en recipiente donde se haya realizado un vacío perfecto, no existiría presión.

Definimos como presión absoluta a la presión medida en un fluido con referencia al cero absoluto (punto en el que la presión es cero), donde parte la escala de presiones absolutas.
No pueden existir presiones absolutas negativas.

3.3.5.- Presión relativa o efectiva. (Presión manométrica)

Es la escala que toma como origen la presión atmosférica. Las presiones relativas pueden ser positivas y negativas, según sean superiores o inferiores la la presión atmosférica.

Habitualmente nos encontramos con presiones que son superiores a la presión atmosférica, que medimos con unos instrumentos que se llaman manómetros.
Estos aparatos realmente miden la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica, a la que llamamos, también, presión manométrica.

La presión absoluta en un determinado punto, será la suma de la presión atmosférica y la manométrica.

3.3.6.- Vacío

Llamamos vacío al estado en un recipiente determinado, cuando la presión en su interior es menor que la atmosférica. Se mide con aparatos similares a los manómetros, llamados vacuómetros.

3.4. DINÁMICA DE FLUIDOS. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

3.4.1.-Fluidos ideales

El movimiento de los fluidos reales es muy complejo. Para simplificar su descripción consideraremos el comportamiento de un fluido ideal cuyas características son las siguientes:

1.- Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluido.
2.- Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo.
3.- Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo.
4.- Flujo irrotacional(laminar). No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto.

3.4.2.- Ecuación de continuidad

En el tubo horizontal por el que circula un fluido incompresible(Fig 52), cuya sección trasversal varia; tomamos dos puntos de referencia 1 y 2 cuyas secciones son S1 y S2, tenemos

Observemos los cambios energéticos que se han producido en el desplazamiento del fluido desde la posición inicial 1 a la final 2, que dan lugar a la Ecuación de Bernouilli

Deducimos que:

1.- La velocidad del fluido en el tramo de menor sección es mayor que la correspondiente al tramo de mayor sección, si:

2.- Cuando disminuye la sección de un conducto, por el que circula un fluido, aumenta la velocidad del mismo y baja la presión, si:

3.4.3.- Efecto Venturi.

Una aplicación muy conocida y extendida del las teorías expuestas anteriormente es el llamado Efecto Venturi. Fig. 1343C

Si la conducción es horizontal, tenemos que:

• Si en la conducción disminuye la sección, la velocidad aumenta, ya que el caudal permanece constante.


• Al aumentar la velocidad, en la parte angosta de la tubería, la presión disminuye.

El Efecto Venturi tiene muchas y variadas aplicaciones como la construcción de pulverizadores, quemadores de gas, carburadores, contadores de caudal, aerógrafos...

3.5.- CALORIMETRÍA.

3.5.1.-Calor. Concepto y unidades.

El calor es una forma de la energía. La materia está formada por partículas muy pequeñas que están en continua agitación, vibran constantemente. En los sólidos esta vibración es baja, permaneciendo los enlaces que existen entre ellas, mantienen la unión que les confiere tener forma y volumen constante. Fig. 60
En los líquidos la vibración es mayor están dotadas de más energía y los enlaces no son suficientemente fuertes para mantenerlas unidas, desplazándose y adaptándose a la forma del recipiente que los contienen. Fig 61

Las partículas de los gases se desenlazan chocan entre sí y con las paredes de l recipiente que los contiene, ocupándolos completamente. Contienen más energía que en el estado líquido.

Una sustancia puede pasar de un estado a otro aumentando o restando su contenido de energía.

La unidad de energía, definida anteriormente(3.5.1) es el Julio(J), en el sistema S.I. En Calorimetría, también se utiliza como unidad de energía la caloría, definida como:

Esta unidad es pequeña por lo que habitualmente se emplean múltiplos de ella.

3.5.2.-Equivalencia entre unidades de energía.

3.5.3.- Calor específico

Para elevar 1 kg  de agua 1ºC  se necesita 1 kcal.

El calor específico de cada sustancia varía según su estado, sólido, líquido o gaseoso, y de las condiciones de temperatura y presión.
La unidad del calor específico en el sistema SI es Ce = Julios/ kg.
La cantidad de calor que posee un cuerpo (la energía calorífica), depende de su masa y de su temperatura.

3.5.4.- Temperatura. Unidades y escalas.

Por el sentido del tacto apreciamos que un cuerpo está caliente o frío. Si tocamos con la mano varios cuerpos de sustancias distintas, uno detrás de otro, tendremos la sensación de que unos están más calientes que otros. Con este experimento llegamos a apreciar de manera intuitiva el concepto de temperatura. Para medir la temperatura, se usan los termómetros, instrumentos basados en las variaciones que registran los cuerpos (mercurio, alcohol, metales, etc.) con las cambios de temperatura.

Los termómetros más usados son los de mercurio. Consisten en una ampolla de vidrio de la que emerge un tubo capilar del mismo material. El mercurio que contiene la ampolla  dilata al subir la temperatura, ascendiendo por el capilar. El calibrado y las escalas de estos termómetros es muy variable, dependiendo de el uso a que se destinan.

Un ejemplo de calibrado puede ser el siguiente. Si, inicialmente la ampolla se sumerge en hielo, nos indicaría  el primer punto de la escala (A) que llamaremos cero. Si lo sumergimos posteriormente en agua hirviendo, el mercurio subirá hasta un nivel superior (B). La distancia AB es la amplitud de la escala que dividiremos en partes según la forma y unidades en que se pretenda operar.

Si la dividimos en cien partes, el punto A seria el cero y el B el cien, cada parte será una centésima. Así se define la escala centígrada, cada parte será 1ºC.
El sistema inglés, que utiliza la escala Fahrenheit sitúa  los correspondientes a los 0ªC y 100 ºC en 32 ºF y 212 ºF respectivamente (180 partes de la escala o ºF) .

Para pasar medidas de una escala a otra utilizaremos la expresión:

3.5.5.- Escala absoluta (grados Kelvin)

La Escala absoluta parte de que el cero “0” cero  corresponde a la situación de la materia absolutamente en reposo, libre de presiones y de actividad molecular.
Los grados Kelvin tienen un valor equiparable a los Centígrados ,  su correspondencia es la siguiente:

Se llaman grados Kelvin (ºK) y su cero es el -273,16 ºC y se representa con la letra K.

Para pasar la temperatura en grados centígrados a grados Kelvin:

3.6. - TRANSMISIÓN DEL CALOR

Es una observación común que, en la naturaleza, se transmite el calor entre los cuerpos que están a diferente temperatura (nivel de calor), y que, esta transmisión, depende de las sustancias de que están compuestos, el medio en que se encuentran y de sus posiciones relativas. Si tenemos dos cuerpos A y B y sus temperaturas son t1 y t2, siendo t1>t2,  se establecerá un paso de calor de A a B, hasta que las temperaturas si equilibren.

3.6.1.- Formas de propagación del calor.

La propagación o transmisión del calor tiene lugar de tres maneras:

Conducción, convección y radiación.

Estos tres procesos pueden darse simultáneamente, pudiendo ocurrir que uno de ellos predomine sobre los otros, como veremos más adelante.

Transferencia por conducción.
Es la propagación que se realiza entre cuerpos que están en contacto, de partícula a partícula, que permanecen en sus posicione relativas. Es la única forma de transmisión en los cuerpos sólidos.

Si calentamos el extremo de una varilla metálica observaremos que el calor “fluye” hacia el otro extremo, más frío, por conducción.
Haciendo el mismo experimento con varillas iguales, construidas con materiales distintos, veremos que el tiempo que tarda el calor en “llegar” al extremo frío es distinto, cada materia tiene su propio comportamiento ante el paso del calor. Este comportamiento hace que haya materiales buenos conductores del calor, cobre, oro, plata y otros que conducen muy mal el calor a los que conocemos como aislantes.
La facilidad que presentan los materiales a la conducción del calor se denomina Conductividad térmica. La inversa, o sea, la oposición que presentan  a esa conducción, se llama Resistividad térmica. Son coeficientes específicos de los materiales.

Transferencia por convección.
Si existe una diferencia de temperatura en dos puntos de un fluido, se producirá un movimiento en el mismo, transfiriendo calor de la parte más caliente a la más fría, este movimiento se llama convección.

Si el fluido, líquido o gas, se encuentra en el campo gravitatorio, al ser calentado disminuye su densidad (masa por unidad de volumen), ascendiendo dentro de la masa. El fluido frío desciende al ser más denso, creándose, de esta manera una corriente de convección natural. Si este movimiento de masas lo forzamos apoyándonos en medios externos, estaremos ante una convección forzada. 

Transferencia por radiación.
Tanto en la transmisión por conducción como por convección las sustancias que intercambian calor tienen que estar en contacto, no así en la radiación, donde los materiales pueden estar separados por el vacío.

Todos los cuerpos calientes (con temperaturas superiores al cero absoluto), emiten radiaciones electromagnéticas que absorbidas por otros cuerpos se transforman en energía calorífica. Según la ley de Planck “el poder emisor de una superficie en directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta”.

Este factor proporcional se llama constante de Stefan-Bolzmann.

Además de emitir radiación, todas las sustancias son capaces de absorberlas, así podríamos fundir un cubito de hielo con la sola luz de una lámpara, porque la radiación absorbida es mayor que la emitida.

Las características de las superficies que presentan los cuerpos son determinantes en su comportamiento ante la emisión-absorción de radiaciones, así, las superficies pueden absorber o reflejar la radiación incidente. Las superficies mates y rugosas absorben más calor que las superficies brillantes y pulidas y, estas, reflejan más energía que las superficies mates.
Algunas sustancias, como algunos gases o el vidrio, son capaces de transmitir grandes cantidades de radiación. Las propiedades de absorción, transmisión o reflexión de una sustancia depende de la longitud de onda de la radiación incidente. El vidrio, por ejemplo, transmite bien la radiación ultravioleta, de baja longitud de onda, pero es un mal transmisor de rayos infrarrojos, de alta longitud de onda. Esta cualidad es la que se aplica en los invernaderos y en los captadores solares. 

3.7.- DILATACIÓN. COEFICIENTE DE DILATACIÓN.

Los cuerpos sometidos a la acción del calor experimentan un aumento de su actividad molecular que se traduce en un aumento de volumen (dilatan).
La dilatación es constante para cada sustancia y está definida por el Coeficiente de dilatación, normal o lineal.
La dilatación lineal la podemos observar en múltiple manifestaciones, por ejemplo, las tuberías  metálicas , expuestas a cambios de temperatura, se deben instalar conociendo las variaciones de longitud que experimentan. Entre los raíles del tren se dejan espacios para absorber los aumentos de longitud que se producen. Los puentes metálicos deberán tener uno de los apoyos sobre rodillos.
Una aplicación de este fenómeno, es la fabricación de termómetros bimetálicos, donde dos láminas de acero y latón, yuxtapuestas, fijas en un extremo y libres en el otro Fig. 69, al tener diferente coeficiente de dilatación, describen un movimiento que es proporcional a la temperatura y que se puede traducir  en una escala termométrica.

Este mismo principio sirve para la fabricación, entre otras aplicaciones, de relés térmicos, en electricidad. Formados por una lámina bimetálica (dos láminas de  metales distintos, con diferentes coeficiente de dilatación- unidos por un extremo), que se curvan, al cambiar sus condiciones térmicas, accionando un pequeño microrruptor que interrumpe el paso de la corriente.

La dilatación superficial y la dilatación cúbica de los sólidos, se entienden fácilmente partiendo de la dilatación lineal y sus coeficientes corresponden al doble y el triple, respectivamente, de la lineal.

La dilatación de los líquidos es, de estudio más complicado que la de los sólidos por el hecho de estar en un recipiente que también experimenta un cambio de dimensiones con el de temperatura.

Una aplicación de la dilatación de los líquidos en la utilizada para la construcción de termómetros, donde medimos los cambios de volumen que experimenta un líquido, mercurio, alcohol, con los cambios de temperatura.

La dilatación de los gases se estudia según las Leyes de Gay Lussa.  Un aumento de la temperatura de los gases (ocupan todo el espacio disponible) se traduce en un aumento de presión, o también en un aumento de volumen. Por esto se considera la acción del calor en los gases, a presión constante o, a volumen constante.