Cómo solucionar problemas de temperatura

Cómo solucionar problemas de temperatura

Planear un viaje a Vancouver desde Boston incluye recopilar mucha información. Es útil conocer las temperaturas locales al decidir qué ropa apropiada llevar. Las temperaturas en Canadá están en grados Celsius, mientras que en los Estados Unidos, la temperatura se mide en grados Fahrenheit . Con los recursos de Internet, estas conversiones se realizan fácilmente, pero ¿se ha preguntado alguna vez cómo realizarlas usted mismo? Con una simple ecuación, las conversiones con temperaturas Celsius y Fahrenheit se realizan fácilmente. ¿Te has preguntado alguna vez de dónde viene esta ecuación? Luego está la medida de temperatura llamada Kelvin. En esta lección, veremos cómo se relacionan todos.

La ecuación Celsius-Fahrenheit

La temperatura en Boston esta hermosa mañana de verano es de 22 ° C, mientras que al mismo tiempo en Vancouver, la gente disfruta de 15 ° C. Para llegar a la misma escala de temperatura, ya sean grados Celsius o grados Fahrenheit, significa que estas medidas tienen una relación. Podemos convertir de uno a otro.

A nivel del mar, el agua hierve a 212 o F y se congela a 32 o F. Esa es una diferencia de temperaturas de 212 – 32 = 180. Se podría decir ΔF = 180. En la escala Celsius, el agua hierve a 100 o C y se congela a 0 o C; una diferencia de temperatura ΔC = 100.

Pensemos en una pendiente, m = ΔF / ΔC. La pendiente es ΔF / ΔC = 180/100 = 1.8.

¿Recuerda la ecuación de una línea expresada como y = m x + b ? Bueno, ¿y si tuviéramos F = m C + b ? Entonces, F = 1.8 C + b .

¿Qué pasa con la constante b ? Cuando el agua se congela en C = 0 tenemos F = 32. En nuestra ecuación, F = 1.8 C + b , sea C = 0 y F = 32 para obtener 32 = 1.8 (0) + b . Significado, 32 = 0 + b o b = 32.

¡Hemos terminado! La hermosa ecuación de conversión entre C y F es:

• F = 1,8 C + 32.

Ejemplo 1: A nuestros amigos de Boston les gustaría saber cuál es la temperatura de Vancouver de 15 o C en grados Fahrenheit.

De F = 1.8 C + 32 sea C = 15. Entonces, F = 1.8 (15) + 32 = 59. Por lo tanto, en Boston tenemos 72 o F mientras que en Vancouver es 59 o F. ¡Gran diferencia! 72 – 59 = 13 grados.

Ejemplo 2: A nuestros amigos de Vancouver les gustaría saber cuál es la temperatura de Boston de 72 o F en grados Celsius.

De F = 1.8 C + 32, resuelva para C restando 32 de ambos lados

• F – 32 = 1,8 C + 32 – 32; que simplifica a
• F – 32 = 1,8 C . Luego divide ambos lados por 1.8
• ( F – 32) /1,8 = 1,8 C / 1,8 ; que simplifica a
• ( F – 32) /1.8 = C

Entonces, C = ( F – 32) /1.8 = (72 – 32) /1.8 ≅ 22.

Boston está a 22 o C mientras que Vancouver está a 15 o C. Solo un cambio de 7 o C. La diferencia de temperatura suena mejor en grados Celsius.

¿Qué tal calcular la temperatura en o F para otro lugar en América del Norte? ¿Qué tal Death Valley, CA?

Ejemplo 3: La temperatura medida en el Valle de la Muerte es actualmente de 35 o C. ¿Cuál es esta temperatura en grados Fahrenheit?

En grados Fahrenheit esto es F = 1.8 C + 32 = 1.8 (35) + 32 = 95.

Nada mal, 95 o F. Sin embargo, el 10 de julio de 1913, la temperatura más alta jamás registrada en el mundo fue en el Valle de la Muerte. Esta temperatura era de 134 o F.

Ejemplo 4: Nuestros amigos en Canadá no pueden identificarse con este 134 o F. Vamos a convertir a grados Celsius.

C = ( F – 32) /1.8 = (134 – 32) /1.8 ≅ 57 o C. Más de la mitad de la escala Celsius desde la congelación hasta la ebullición. No es de extrañar que se llame Death Valley.

El punto de cruce

¿Existe un valor de temperatura en el que C y F sean iguales? Resulta que lo hay y este valor es -40. Entonces, si el termómetro marca -40 o C en Vancouver y marca -40 o F en Boston, las temperaturas son las mismas.

Para mostrar esto, tomamos el F = 1,8 C + 32 ecuación y sustituimos F con C . Entonces,

• C = 1.8 C + 32. Reste 1.8 C de ambos lados:
• C – 1,8 C = 1,8 C + 32 – 1,8 C ; simplificar
• -,8 C = 32; dividir ambos lados por -.8:
• -.8 C /(-.8) = 32 / (-. 8); simplificar
• C = -40 como se esperaba.

También podemos trazar ambas escalas de temperatura y ver dónde se cruzan.

Valor de temperatura común F y C

Temperatura en Kelvins

Otra escala de temperatura es el Kelvin, que se utiliza en trabajos científicos. La relación entre el Kelvin y grados Celsius es K – 273,15 = C . K = 0 es el valor de temperatura más bajo que se puede obtener. K = 0 a menudo se llama cero absoluto . Además, no escribimos K con un símbolo de grado, simplemente escribimos K.

Ejemplo 5: ¿Qué pasa si tenemos 30 Kelvin, a qué temperatura en grados Celsius corresponde esto?

De K – 273.15 = C , obtenemos:

• C = K – 273.15 = 30 – 273.15 = -243.15 o C.

¿Y si quisiéramos convertir grados Kelvin a grados Fahrenheit? Un proceso de dos pasos: primero, convierta los grados Kelvin a grados Celsius y luego los grados Celsius a Fahrenheit.

Por ejemplo, se estima que la temperatura de la superficie del sol es 5.777 K. ¿Cuál es la temperatura correspondiente o F?

Paso 1: Convierta K a C usando C = K – 273.15

C = K – 273.15 = 5777 – 273.15 = 5503.85

Paso 2: Convierta C en F usando F = 1.8 C + 32

F = 1.8 C + 32 = 1.8 (5503.85) + 32 = 9938.93

Planear un viaje a Vancouver está bien, pero no hay planes para un viaje a la superficie del sol pronto.

Resumen de la lección

Las temperaturas generalmente se miden en grados Celsius y en grados Fahrenheit . Al nivel del mar, el agua se congela a 0 o C, que es 32 o F. El punto de ebullición del agua es 100 o C, que es 212 o F. La ecuación que relaciona las dos escalas es F = 1.8 C + 32. Las aplicaciones científicas a menudo usan el Kelvin donde cero Kelvin es la temperatura cero absoluta que corresponde a C – 273.15.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador