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El Termómetro - unidades de medida de temperatura



Las balanzas son instrumentos destinados a determinar la masa de un cuerpo. Las balanzas se caracterizan por su exactitud por su precisión y por su sensibilidad. La primera cualidad se refiere a la propiedad que posee cualquier instrumento físico para suministrar el resultado de una medida con un valor coincidente con el verdadero; ello implica que el error sea lo mas reducido posible. El término exactitud se toma con frecuencia como equivalente al de precisión. La sensibilidad esta determinada por la aptitud de determinar con exactitud resultados de valores muy reducidos, y puede expresarse como la diferencia entre valores extremos de varias medidas de la misma magnitud.
En general en todos los métodos de analisis químicos es necesario determinar la masa (pesar) exacta en alguna etapa, y para esto se utiliza una balanza analítica de precisión de 0,1 mg. . En otras ocasiones no es necesario conocer la masa de una manera tan precisa, y entonces se utilizan balanzas monoplato que son mas resistentes y de menor precisión 


Balanzas de laboratorio
Las balanzas de laboratorio son herramientas que proporcionan una gran precisión en las medidas realizadas, por ello también son denominadas como balanzas de precisión.
Estas balanzas pueden llegar a medir partículas que equivalen a unamillonésima de gramo.
Este tipo de herramienta, dada su elevada precisión y sensibilidadrequieren de cuidados específicos. Debenestar protegidas de una caja de plastico o una de vidrio para prevenir algo fundamental, no alterar la lectura de peso de la materia a medir, debido a factores como el movimiento o las corrientes de aire ambientales.
Otro de los aspectos críticos en este tipo de herramientas es la temperatura ambiental, presión atmosférica y las partículas de aire que intervienen en el momento de la calibración del dispositivo.
Ademas, dado la gran cantidad de variables que intervienen durante la medición, es importante llevar a cabo una calibración de la bascula para conseguir esa precisión en las medidas que se realicen.
La calibración es un proceso que debe realizarse de forma periódicasegún las instrucciones que marque el fabricante del dispositivo.






Tipos y usos
En el caso de los laboratorios de física se usan diferentes tipos de herramientas de medición, cada una de ellas con sus propios sistemas de medición.
Los tipos de balanzas y sus principales características son:
Balanza granataria: posee una capacidad de 2600 gramos, una sensibilidad de hasta 0,01 gramo, aunque su velocidad de pesado es un tanto lenta.
- Balanza analítica: posee una capacidad de 200 gramos, una sensibilidad de hasta 0,1 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.
- Balanza semimicro: posee una capacidad de 100 gramos, una sensibilidad de hasta 0,01 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad depesado es alta.
- Balanza micro: posee una capacidad de 30 gramos, una sensibilidad de hasta 0,001 gramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.
Algunas de las empresas mas importantes en el sector de balanzas para laboratorios son Mettler (es.mt.com) y Cobos (balanzascobos.com).
Antes de comprar cualquier tipo de balanza es altamente recomendable elcontactar con el fabricante y especificar cuales son las necesidades que se desean cubrir para adquirir a balanza adecuada.




El Termómetro es un instrumento empleado para medir la temperatura. El termómetro mas utilizado es el de mercurio, formado por un capilar de vidrio de diametro uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de mercurio. El conjunto esta sellado para mantener un vacío parcial en el capilar. Cuando la temperatura aumenta el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La temperatura puede leerse en una escala situada junto al capilar. El termómetro de mercurio es muy usado para medir temperaturas ordinarias; también se emplean otros líquidos como alcohol o éter.
Los modernos termómetros de alcohol y mercurio fueron inventados por el físico aleman Gabriel Fahrenheit, quien también propuso la primera escala de temperaturas ampliamente adoptada, que lleva su nombre. En la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua corresponde a 32 grados (32 ºF) y su punto de ebullición apresión normal es de 212 ºF. Desde entonces se han propuesto diferentes escalas de temperatura; en la escala centígrada, o Celsius, diseñada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en la mayoría de los países, el punto de congelación es 0 grados (0 ºC) y el punto de ebullición es de 100 ºC.

Unidades de medida de temperatura
La temperatura es una magnitud física que expresa el grado o nivel de calor o frío de los cuerpos o del ambiente. En el sistema internacional de unidades, la unidad de temperatura es el Kelvin. A continuación, de forma generalizada, hablaremos de otras unidades de medida para la temperatura. 
En primer lugar podemos distinguir, por decirlo así, dos categorías en las unidades de medida para la temperatura: absolutas y relativas.
- Absolutas son las que parten del cero absoluto, que es la temperatura teórica mas baja posible, y corresponde al punto en el que las moléculas y los atomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible.
         - Kelvin (sistema internacional): se representa por la letra K y no lleva ningún símbolo 'º' de grado. Fue creada por William Thomson, sobre la base de grados Celsius, estableciendo así el punto cero en el cero absoluto (-273,15 ºC) y conservando la misma dimensión para los grados. Esta fue establecida en el sistema internacional de unidades en 1954.
- Relativas por que se comparan con un proceso fisicoquímico establecido quesiempre se produce a la misma temperatura.
       - Grados Celsius (sistema internacional): o también denominado grado centígrado, se representa con el símbolo ºC. Esta unidad de medida se define escogiendo el punto de congelación del agua a 0º y el punto de ebullición del agua a 100º , ambas medidas a una atmósfera de presión, y dividiendo la escala en 100 partes iguales en las que cada una corresponde a 1 grado. Esta escala la propuso Anders Celsius en 1742, un físico y astrónomo sueco.
       - Grados Fahrenheit (sistema internacional): este toma las divisiones entre los puntos de congelación y evaporación de disoluciones de cloruro amónico. Así que la propuesta de Gabriel Fahrenheit en 1724, establece el cero y el cien en las temperaturas de congelación y evaporación del cloruro amónico en agua. Este utilizo un termómetro de mercurio en el que introduce una mezcla de hielo triturado con cloruro amónico a partes iguales. Esta disolución salina concentrada daba la temperatura mas baja posible en el laboratorio, por aquella época. A continuación realizaba otra mezcla de hielo triturado y agua pura, que determina el punto 30 ºF, que después fija en 32 ºF (punto de fusión del hielo) y posteriormente expone el termometro al vapor de agua hirviendo y obtiene el punto 212 ºF (punto de ebullición del agua). La diferencia entre los dos puntos es de 180 ºF, que dividida en 180 partes iguales determina el gradoFahrenheit.
  Aquí dispone de una tabla de conversión para las unidades de temperatura.






Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades físicas de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de fusión y de ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc.
Por lo general son fuerzas débiles pero, al ser muy numerosas, su contribución es importante. La figura inferior resume los diversos tipos de fuerzas intermoleculares. Pincha en los recuadros para saber mas sobre ellas.
Las fuerzas intermoleculares se definen como el conjunto de fuerzas atractivas y repulsivas que se producen entre las moléculas como consecuencia de la polaridad que poseen las moléculas.
Cuando dos o mas atomos se unen mediante un enlace químico forman una molécula, los electrones que conforman la nueva molécula recorren y se concentran en la zona del atomo con mayor electronegatividad, definimos la electronegatividad como la propiedad que tienen los atomos en atraer electrones. La concentración de los electrones en una zona definida de la molécula crea una carga negativa, mientras que la ausencia de los electrones crea una carga positiva.
Denominamos dipolos a las moléculas que disponen de zonas cargadas negativamente ypositivamente debido a la electronegatividad y concentración de los electrones en las moléculas.
Podemos asimilar el funcionamiento de un dipolo a un iman con su polo positivo y su polo negativo, de tal forma que si acercamos otro iman el polo positivo atraera al polo negativo y viceversa, dando como resultado una unión.

Las fuerzas intermoleculares que actúan entre las moléculas se clasifican en :
1. Dipolos permanentes
2. Dipolos inducidos
3. Dipolos dispersos.
4. Puentes de hidrógeno
Dentro de los 4 grupos descritos anteriormente, las fuerzas mas relevantes son las 3 primeras, también conocidas como fuerzas de Van der Waals.
Dipolos permanentes
Este tipo de unión se produce cuando ambas moléculas disponen de cargas positivas y negativas, es decir son moléculas que polares o que tienen polaridad, atrayéndose electrostaticamente y formando la unión.
Dipolos inducidos
Este tipo de unión se produce cuando una molécula no polar redistribuye la concentración de los electrones (tiene la posibilidad de polarizarse) al acercarse una molécula polar, de tal forma que se crea una unión entre ambas moléculas.
En este caso la molécula polar induce la creación de la molécula apolar en una molécula polar.
Dipolos dispersos
Este último caso la unión se produce entre moléculas no polares pero que pueden polarizarse, y cuando esto último ocurren se atraen mutuamente creando la unión molecular.
La unión que secrea en este tipo de dipolos tiene una intensidad muy débil y una vida muy corta
Las energías de unión generadas por las fuerzas intermoleculares son mas reducidas que las energías generadas en los enlaces químicos, pero existen en mayor número que los otros, por lo que a nivel global implican un papel muy importante.
Van der Waals ------ 0,1 a 10 Kj/mol
Enlace Covalente ------ 250 – 400 Kj/mol.
En la siguiente tabla se encuentra una comparativa entre las propiedades de las fuerzas intermoleculares y los enlaces químicos:
Fuerzas intermoleculares:
1. Son muy dependientes de la temperatura, un aumento de temperatura produce un decremento de las fuerzas intermoleculares.
2. Son mas débiles que los enlaces químicos, del orden de 100 veces menor
3. La distancia de unión es a nivel de micras
4. Las uniones no estan direccionadas.
Enlaces Quimicos:
1. No son tan dependientes de la temperatura
2. Son mas fuertes que las fuerzas intermoleculares
3. La distancia de unión es muy pequeña, a nivel de Amstrongs
4. Las uniones estan direccionados.
Con todo esto, dentro de un material adhesivo como es un polímero, nos encontramos con uniones químicas entre atomos que forman moléculas y fuerzas intermoleculares entre las propias moléculas de los polímeros. El conjunto de estos enlaces, uniones y fuerzas son las responsables de las propiedades adhesivas y cohesivas de los pegamentos, adhesivos y sellantes.


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