Título TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Autor Nombre y Apellidos Matricula
Carlos García Cerón 2021005
Fecha 27/01/2020
Carrera Piloto Naval
Asignatura Metereologia
Grupo 1VD
Docente Cap. Onesimo de Jesús Chávez
Periodo Académico 4to Semestre
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Análisis de la Temperatura: Concepto, Magnitud y Medición, Esquemas y mapas conceptuales de Climatología
En este documento se presenta una introducción a la temperatura, una magnitud física que indica la energía interior de un cuerpo o medio ambiente. Se discuten su definición, unidades de medida y conceptos relacionados, como calor y frío. Además, se exploran diferentes tipos de termómetros y su forma de medición.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
2021/2022
1 / 21
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Título TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Autor Nombre y Apellidos^ Matricula Carlos García Cerón 2021005 Fecha 27/01/ Carrera Piloto Naval Asignatura Metereologia Grupo 1VD Docente (^) Cap. Onesimo de Jesús Chávez Periodo Académico (^) 4to Semestre
Introducción
En el siguiente trabajo analizaremos la temperatura, una propiedad que no es fácil de describir, la temperatura es comúnmente asociada con qué tanto calor o frío se siente en un objeto, y entender el concepto de temperatura implica entender el concepto de contacto térmico y equilibrio térmico. Después que hayamos entendido estos conceptos resolveremos unas preguntas acerca de la temperatura en meteorología y esto nos ayudará a afianzar nuestros conocimientos.
¿Qué es la temperatura? • Es una magnitud física que indica la energía
interna de un cuerpo, de un objeto o del
medio ambiente en general, medida por un
termómetro.
- Dicha energía interna se expresa en términos
de calor y frío, siendo el primero asociado
con una temperatura más alta, mientras que
el frío se asocia con una temperatura más
baja.
- Las unidades de medida de temperatura son
los grados Celsius (ºC), los grados Fahrenheit
(ºF) y los grados Kelvin (K). El cero absoluto
(0 K) corresponde a - 273,15 ºC.
La temperatura nos permite conocer el nivel de energía térmica con que cuenta un cuerpo. Las partículas que poseen los cuerpos se mueven a una determinada velocidad, por lo que cada una cuenta con una determinada energía cinética. El valor medio de dicha energía cinética
- Temperatura T: Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Kelvín ( K )
- Constante universal k: Se trata de una constante igual para todos los gases. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Kelvín partido Julio ( K/J )
- Energía cinética promedio de las moléculas del gas
: Se trata del valor medio de energía cinética de las moléculas del gas. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Julio ( J ) Concepto de temperatura - Observa que, a diferencia de lo que ocurre con otras magnitudes como la velocidad o la aceleración, la temperatura no es una magnitud de tipo mecánico, sino estadístico.
- La distribución de velocidades de las partículas de un gas (y por tanto, la distribución de la energía cinética de cada partícula) , se rige por la ley de distribución de Maxwell. En la siguiente imagen puedes tener una idea cualitativa de qué efecto produce un aumento de temperatura en las moléculas de un gas.
Basados en dilatación Gases
- Cambio de volumen: Termómetro de gas a presión constante. El volumen del gas varía con la temperatura. Son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros
- Cambio de presión: Termómetro de gas a volumen constante. La presión del gas varía con la temperatura. Son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros Líquidos
- Columna de mercurio: Termómetro de mercurio. La altura de la columna de mercurio varía con la temperatura. Su comercialización y uso está prohibido en algunos países como España
- Columna de alcohol coloreado: Termómetro de alcohol. La altura de la columna de alcohol teñido varía con la temperatura. Fue el primero que se creó Sólidos
- Cambio de longitud: Termómetro bimetálico. Consiste en dos placas de diferentes metales unidas rigidamente. El conjunto se dobla en arco de manera proporcional al cambio de temperatura. Esto se debe a que cada placa tiene un coeficiente de dilatación distinto y los cambios de temperatura provocan cambios distintos en sus longitudes Tipos de termómetros
Basados en propiedades eléctricas
Resistencia
- Semiconductor: Termistor. Los semiconductores son
materiales que se comportan como conductores o
aislantes según la temperatura a la que se
encuentren. Esto los convierte en dispositivos que
permiten medir la temperatura
- Platino: Termómetro de platino. La resistencia
eléctrica del platino varía con la temperatura de
forma lineal
Efecto termoeléctrico
- Termopar: Se trata de un par empalmes (soldaduras)
de dos alambres conductores de metales distintos.
Uno de los empalmes se mantiene a una
temperatura constante de referencia. La fuerza
electromotriz generada depende de la diferencia de
temperaturas entre las soldaduras
Tipos de termómetros
Temperatura
global
- Quién no ha oído hablar del calentamiento global o
del cambio climático, tal vez incluso le ha entrado
vértigo al ver las gráficas que nos muestran el
pronunciado aumento de la temperatura del planeta.
Como apunta la Organización Meteorológica Mundial
(OMM), de los 17 años más cálidos desde 1880, 16 se
sitúan en el siglo XXI, habiéndose encadenado cuatro
años de temperaturas récord.
- En esto consiste el calentamiento global. Vamos a
tratar de mostrar qué entendemos por temperatura
global y cómo se estima a partir de las observaciones
disponibles, en la actualidad, en los últimos 100- 150
años, y en épocas más lejanas, paleoclimáticas. Hay
que subrayar que la comprensión de los cambios
climáticos del pasado es esencial para la previsión de
los climas del futuro.
¿A qué nos referimos
cuando hablamos de
la temperatura
global?
- a) Cambios en la energía interceptada por la Tierra. Éstos
pueden ser debidos a cambios en la emisión de radiación
por el Sol como consecuencia de la propia actividad solar y
a cambios en la posición de la Tierra en su órbita alrededor
del Sol.
- b) Cambios en el albedo terrestre. Se deberían ahora a
cambios en la nubosidad – tanto en cobertura como en
tipología–, cambios en las propiedades reflectoras del
suelo – tipos de suelos o vegetación– y cambios en la
materia particulada que se encuentra en suspensión en la
atmósfera, conocida con el nombre de «aerosoles».
- c) Cambios en el flujo de energía de onda larga de la Tierra
al espacio. En este caso los cambios serían debidos a la
modificación de las propiedades absorbentes de la
atmósfera como consecuencia de cambios en la
composición atmosférica.
¿CÓMO SE PUEDE
ALTERAR EL BALANCE
DE ENERGÍA?
Variaciones de la temperatura de la Tierra
- Esta variación se debe a la inclinación del eje terrestre y el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del sol. El ángulo de incidencia de los rayos solares varía, estacionalmente, en forma diferente para los dos hemisferios. El hemisferio norte es más cálido en los meses de junio, julio y agosto, en tanto que el hemisferio sur recibe más energía solar en diciembre, enero y febrero.
- Analizando las figuras anteriores puede notarse que en el mes de julio, en el hemisferio norte, las temperaturas son mayores sobre el continente que sobre los océanos. Asimismo el hemisferio sur, predominantemente marítimo, no tiene variaciones tan pronunciadas.
- En Siberia la temperatura promedio del mes de Julio es de 10ºC y en enero es de - 40ºC, es decir, una amplitud térmica de 50ºC. En tanto que San Diego (Oeste de EE.UU.) en julio la temperatura es de 30ºC y en enero de 10ºC, por lo tanto, debido a la influencia del mar, su amplitud térmica es de tan solo 20ºC Variación estacional
- La mayor inclinación de
los rayos solares en
altas latitudes, hace
que éstos entreguen
menor energía solar
sobre estas regiones,
siendo mínima dicha
entrega en los polos. En
tanto que sobre el
Ecuador los rayos
solares llegan
perpendiculares, siendo
allí máxima la entrega
energética.
Variaciones con latitud
- A través de la primera parte de la atmósfera,
llamada troposfera, la temperatura decrece con
la altura. Este decrecimiento se define como
Gradiente vertical de Temperatura y es en
promedio de 6,5ºC/1000m. Sin embargo ocurre
a menudo que se registre un aumento de la
temperatura con la altura: Inversión de
temperatura. Durante la noche la Tierra irradia
(pierde calor) y se enfría mucho más rápido que
el aire que la circunda; entonces, el aire en
contacto con ella será más frío mientras que por
encima la temperatura será mayor. Otras veces
se debe al ingreso de aire caliente en algunas
capas determinadas debido a la presencia de
alguna zona frontal.
Variación con la altura
Conclusiones y recomendaciones
Es importante el cuidado y concientización por las variaciones de temperatura, no solo por la altura o latitud, sino por la naturalidad del cambio climático. Respecto de las observaciones mundiales desde finales del decenio de 1950 , las versiones más recientes de todos los conjuntos de datos muestran que la troposfera se ha calentado a un ritmo ligeramente superior que la superficie, mientras que la estratosfera se ha enfriado marcadamente desde 1979. Esto concuerda con las expectativas físicas y la mayoría de los resultados de los modelos, que demuestran la función de los crecientes gases de efecto invernadero en el calentamiento de la troposfera y el enfriamiento de la estratosfera. El agotamiento del ozono contribuye también al enfriamiento de la estratosfera. Consecuente con los incrementos observados en la temperatura de la superficie, ha habido disminuciones en la longitud de las temporadas de congelación de ríos y lagos. Hubo una reducción casi mundial en la masa y extensión glaciar en el siglo XX; el derretimiento del manto de hielo en Groenlandia recién se muestra; la cubierta de nieve ha disminuido en muchas regiones del hemisferio norte; el grosor y la extensión del hielo marino ha disminuido en el Ártico en todas las estaciones, sobre todo en primavera y verano; los océanos se calientan y el nivel del mar sube debido a la expansión térmica de los océanos y el derretimiento del hielo terrestre.