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[13] Al numerador del factor de mérito ZT, S2 ( es la conductividad eléctrica, inversa de la resistividad eléctrica : =1/) se le llama factor de potencia.En aplicaciones de generación de electricidad mediante el efecto termoeléctrico, la potencia útil sera tanto más grande cuanto mayor sea el factor de potencia.
Por desgracia, el coeficiente Seebech y la conductividad eléctrica no son independendientes entre si, y varían de manera contraria con la concentración de los portadores de carga (concentración de electrones o huecos, véase semiconductor): los mejores poderes termoeléctricos se conseguirán con materiales con una pequeña concentración de portadores mientras que las mejores conductividades eléctricas se obtienen con materiales con una fuerte concentración de portadores.La solución de compromiso entre ambos factores implica la utilización de semiconductores como materiales termoeléctricos.
El segundo factor importante en la expresión del factor de mérito ZT (además del factor de potencia) es la conductividad térmica: un material tendrá propiedades termoeléctricas óptimas si posée una débil conductividad térmica.En efecto, de forma intuitiva, una buena conductividad térmica tendería a oponerse al establecimiento del gradiente térmico: el calor atravesaría el material sin dificultad. Así, para optimizar los materiales, el objetivo sería disminuir la conductividad térmica sin degradar la conductividad eléctrica. Sólo la contribución de las vibraciones de la red (véase conductividad térmica) deberá entonces reducirse, no la contribución a la conducción debida a los portadores de carga (electrones y huecos).
Vías de investigación En el párrafo precedente hemos visto que en la actualidad, los mejores materiales utilizados en la construcción de dispositivos de conversión termoeléctrica poseen factores de mérito ZT de valor cercano a 1.Este valor no permite mérito ZT de valor cercano a 1. Este valor no permite obtener rendimientos de conversión que hagan estos sistemas rentables para aplicaciones destinadas al "gran público". Por ejemplo, harían falta materiales con un ZT=3 para poder desarrollar un refrigerador doméstico competitivo.
En el caso de sistemas de generación de electricidad (que podrían utilizarse, por ejemplo, en los tubos de escape de coches o camiones, o sobre microprocesadores, es posible aumentar la rentabilidad de los sistemas de dos formas: incrementando significativamente sus rendimientos (consiguiendo por ejemplo un ZT>2), o bien reduciendo sus costes de producción.Resumiendo, el objetivo de este párrafo es exclusivamente presentar de una forma no exhaustiva las vías de investigación abiertas en la actualidad, tanto en laboratorios industriales como públicos.
Véase también Para una mejor comprensión de este artículo, es interesante leer los conceptos desarrollados en: Efecto Seebeck Efecto Peltier Efecto Thomson Enlaces externos Sociedad Internacional de Termolectricidad {en} : Notas y referencias La versión original en francés de este artículo está basada en gran parte en la introducción de la Tesis Doctoral "Etude de skutterudites de terres-rares (R) et de métaux d (M) du type RM4Sb12 : de nouveaux matériaux thermoélectriques pour la génération d’électricité.", disponible en internet en la dirección 1. G. S. Nolas, J. Sharp and G. H. J., Thermoelectrics, basic principles and new materials developments, Springer 2001. 2. G. D. Mahan, B. C. Sales and J.
Sharp, Thermoelectric materials: new approaches to an old problem, Physics Today, Vol.50 (1997), pp. 42. 3. K. Matsubara, Development of a high efficient thermoelectric Stack for a waste exhaust heat recovery of vehicles, Proc 21st International Conference on Thermoelectrics- Long Beach (CA) USA, 2002, pp. 418. 4. C. A. Domenicali, Stationary temperature distribution in an electrically heated conductor, Journal of Applied Physics, Vol. 25 (1954), pp. 1310. 5. 5. W. M. Yim and A. Amith, Bi-Sb alloys for magneto-thermoelectric and thermomagnetic cooling, Solid-State Electron., Vol. 15, No. 10 (1972), pp. 1141. 6. O. Yamashita and S. Tomiyoshi, Effect of annealing on thermoelectric properties of bismuth telluride compounds, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 42 (2003), pp. 492. 7. H. Goldsmid, Thermoelectric refrigeration, 1964 8.
Z. H. Dughaish, Lead telluride as a thermoelectric material for thermoelectric power generation, Physica B, Vol.322 (2002), pp. 205. 9. J. W. Sharp, Some properties of Ge-Te based thermoelectric materials, Proc 22nd International Conference on Thermoelectrics, La Grand Motte, France, 2003, pp. 267. 10. ficha internacional de seguridad para el telurio: 11. B. Abeles, D. S. Beers, G. D. Cody et coll., Thermal conductivity of Ge-Si alloys at high temperatures, Physical Review, Vol. 125 (1962), pp. 44. 12. O. Yamashita and N. Sadatomi, Thermoelectric properties of Si1-xGex (x<0.10) with alloy and dopant segregations, Journal of Applied Physics, Vol. 88, No. 1 (2000), pp. 245. 13. G. A. Slack, in Thermoelectric Handbook- Ed. Rowe DM- Chemical Rubber Company, Boca Raton FL (1995), pp. 407.
Bibliografía Obras de referencia tratando la termoelectricidad (en inglés): Thermoelectric Handbook, Ed.Rowe DM Chemical Rubber Company, Boca Raton (Floride) 1995. GS Nolas (también en alemán), Thermoelectric, basic principles and new materials developments, Springer 2001. GD Mahan (también en alemán), Thermoelectric materials: new approaches to an old problem, Physics Today, Vol. 50 (1997), p42. Termografía Termografia de un coche, donde se observan las diferentes temperaturas de sus partes La termografía es una técnica que permite medir temperaturas exactas a distáncia y sin necesidad de contacto físico con el objecto a estudiar.
Mediante la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas o de termovisión, se puede convertir la energía radiada en información sobre temperarura.Utilidades Observación del espacio Mantenimento predictivo de maquinaria industrial Salvamento de accidentados Detección de gases Medicina Meteorología Véase también Infrarrojo Efecto invernadero Radiación infrarroja Enlaces externos Commons Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Termografía.
Portal de investigación - en inglés Aplicaciones y usos de la termografía Empresa de mantenimiento predictivo con ejemplos de aplicaciones Termoluminiscencia Se conoce por termoluminiscencia a toda emisión de luz, independiente de aquella provocada por la incandescencia, que emite un sólido aislante o semiconductor cuando es calentado.Se trata de la emisión de una energía previamente absorbida como resultado de un estímulo térmico. Esta propiedad física, presente en muchos minerales, es utilizada como técnica de datación. En general, los principios que gobiernan la termoluminiscencia son esencialmente los mismos de aquellos responsables de todos los procesos luminiscentes y, de esta forma, la termoluminiscencia es uno de los procesos que componen el fenómeno de la luminiscencia.
Historia del fenómeno Si bien la primera mención clara fue hecha por Alberto Magno en 1280 al describir la luz emitida por un diamante calentado, el primer trabajo reconocido científicamente en el que se describe un proceso termoluminiscente fue realizado por Robert Boyle en 1663 para el Register of the Royal Society de Londres, en el cual describe la extraña emisión de luz proveniente de un diamante que había llevado consigo a la cama.Calentándolo posteriormente mediante otros métodos más convencionales, por fricción o llama, observó que el fenómeno se repetía. En el siglo XVIII se dieron distintas explicaciones más o menos afortunadas, descubriéndose que la termoluminiscencia se reactivaba por exposición a la luz.
Se empezaba ya a pensar que el calor estimulaba la emisión, pero no que fuera la causa.A lo largo del siglo XIX, con el descubrimiento de los rayos X, se observó que esta radiación generaba termoluminiscencia en ciertos minerales como las fluoritas. Marie Curie, en su tesis doctoral de 1904, dice: "ciertos cuerpos, tales como la fluorita, se vuelven luminosos al ser calentados: son termoluminiscentes. Su luminosidad desaparece después de un tiempo, pero su capacidad de emisión, borrada por el calor, se renueva por medio de una chispa y también por la acción de la radiación."
Fundamento teórico La termoluminiscencia era ya un fenómeno experimentalmente controlado, pero el fundamento teórico del proceso no se desarrolló hasta el advenimiento de la mecánica cuántica, la cual estableció la concepción teórica moderna.Datación arqueológica por termoluminiscencia La técnica arqueológica de fechar cuarzo se le llama datación por termoluminiscencia. La radiación de la tierra desde el espacio (los rayos cósmicos) produce cambios en la estructura cristalina del cuarzo que se acumula con el tiempo. Cuando se calienta cuidadosamente el cuarzo, la estructura cristalina vuelve a la normalidad, pero cuando lo hace, emite luz. Cuanto más tiempo han sido radiados, más luz emiten los granos de cuarzo.
Al medir las longitudes de onda, y compararlas con elementos previamente datados, se puede obtener el tiempo que ha estado expuesto a la intemperie el cuarzo, uno de los elementos más comunes de la corteza terrestre.Termometría La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en la propiedad de dilatación de los cuerpos con el calor. Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que dice: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí".
Contenido 1 Propiedades termométricas 2 Escala Celsius o Centígrada 3 Escala Fahrenheit 4 Escala Absoluta o Kelvin 5 Conversión Entre Escalas 6 Véase también Propiedades termométricas Una propiedad termométrica de una sustancia es aquella que varía en el mismo sentido que la temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.Lo que se necesita para construir un termómetro, son puntos fijos, es decir procesos en los cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos de este tipo son el proceso de ebullición y el proceso de fusión. Los puntos generalmente utilizados son el proceso de ebullición y de fusión del agua, durante los cuales la temperatura permanece constante.
Existen varias escalas para medir temperaturas, las más importantes son la escala Celsius, la escala Kelvin y la escala Fahrenheit.Escala Celsius o Centígrada Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de fusión del agua, a los cuales se les asignan los valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0° y se leen 100 grados celsius y 0 grados celsius respectivamente. Escala Fahrenheit Los puntos fijos de esta escala son los de ebullición y fusión de una disolución de cloruro amónico en agua. En ella el grado 32 corresponde al 0 de la escala centígrada y el 212 al 100°C.
Su Utilización se circunscribe a los países anglosajones y a Japón, aunque existe una marcada tendencia a la unificación de sistemas en la escala centígrada.Escala Absoluta o Kelvin Si bien en la vida diaria las escalas centígrada y Fahrenheit son las más importantes, en los estudios científicos se usa otra, llamada absoluta o de Lord Kelvin, por haberla inventado este físico inglés. En la escala absoluta, al 0 ºC le hace corresponder 273 K; a los 100 ºC corresponde 373 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un termómetro centígrado señalará como -273 ºC.
0 K se utiliza para referirse a una temperatura a la que todavía nadie ha conseguido llegar, en la cual no existe ningún tipo de movimiento, ni siquiera el ligero movimiento vibratorio de las partículas.Conversión Entre Escalas El convertir de grados Celsius a Kelvin ó de grados Kelvin a Celsius, es muy sencillo, pues, según el caso, basta sumar 273(ºC->ºK) o restar 273(ºK->ºC). Para convertir de grados Kelvin a Farenheit ó viceversa, se requiere convertir primero los Kelvin a Celsius o los Farenheit a Celsius.
Para convertir de grados Celsius a Farenheit se usa la fórmula: ºF=(ºC*1.8)+32 Y si se despeja de ahí ºC=(ºF-32)/1.8 Véase también Termómetro Temperatura Principio Cero de la Termodinámica Termopar Diagrama de funcionamiento del termopar Un termopar es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck ),que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado "punto frío" o unión fría o de referencia.En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura.
Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas.Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado centígrado son difíciles de obtener. El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usadas en aplicaciones de calefacción a gas.
Contenido 1 Linealización 2 Modalidades de termopares 2.1 Tipos de termopares 3 Precauciones y consideraciones al usar termopares 3.1 Problemas de conexión 3.2 Resistencia de la guía 3.3 Descalibración 3.4 Ruido 3.5 Voltaje en Modo Común 3.6 Desviación térmica 4 Externos 5 Leyes 6 Referencias 6.1 Bibliografía relacionada 6.2 Enlaces externos Linealización Además de lidiar con la CUF, el instrumento de medición debe además enfrentar el hecho de que la energía generada por un termopar es una función no lineal de la temperatura.Esta dependencia se puede aproximar por un polinomio complejo (de 5º a 9º orden dependiendo del tipo de termopar).
Los métodos analógicos de linealización son usados en medidores de termopares de bajo costo.Modalidades de termopares Los termopares están disponibles en diferentes modalidades, como sondas. Estas últimas son ideales para variadas aplicaciones de medición, por ejemplo, en la investigación médica, sensores de temperatura para los alimentos, en la industria y en otras ramas de la ciencia, etc. A la hora de seleccionar una sonda de este tipo debe tenerse en consideración el tipo de conector. Los dos tipos son el modelo estándar, con pines redondos y el modelo miniatura, con pines chatos, siendo estos últimos (contradictoriamente al nombre de los primeros) los más populares.
Otro punto importante en la selección es el tipo de termopar, el aislamiento y la construcción de la sonda.Todos estos factores tienen un efecto en el rango de temperatura a medir, precisión y fiabilidad en las lecturas. Tipos de termopares Tipo K (Cromo (Ni-Cr) Chromel / Aluminio (aleación de Ni -Al) Alumel): con una amplia variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de temperatura de -200 ºC a +1.372 ºC y una sensibilidad 41µV/°C aprox. Posee buena resistencia a la oxidación.
Tipo E (Cromo / Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico.Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C. Tipo J (Hierro / Constantán): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760 ºC ya que una abrupta transformación magnética causa una descalibración permanente. Tienen un rango de -40ºC a +750ºC y una sensibilidad de ~52 µV/°C. Es afectado por la corrosión.
Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 ºC). Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1.800 ºC.
Los tipo B presentan el mismo resultado a 0 ºC y 42 ºC debido a su curva de temperatura/voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50 ºC.Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.300 ºC. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio quitan su atractivo. Tipo S (Platino / Rodio): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300 ºC, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).
Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor.La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar. Precauciones y consideraciones al usar termopares La mayor parte de los problemas de medición y errores con los termopares se deben a la falta de conocimientos del funcionamiento de los termopares. A continuación, un breve listado de los problemas más comunes que deben tenerse en cuenta. Problemas de conexión La mayoría de los errores de medición son causados por uniones no intencionales del termopar. Se debe tener en cuenta que cualquier contacto entre dos metales distintos creará una unión.
Si lo que se desea es aumentar la longitud de las guías, se debe usar el tipo correcto del cable de extensión.Así por ejemplo, el tipo K corresponde al termopar K. Al usar otro tipo se introducirá una unión termopar. Cualquiera que sea el conector empleado debe estar hecho del material termopar correcto y su polaridad debe ser la adecuada. Lo más correcto es emplear conectores comerciales del mismo tipo que el termopar para evitar problemas. Resistencia de la guía Para minimizar la desviación térmica y mejorar los tiempos de respuesta, los termopares están integrados con delgados cables.
Esto puede causar que los termopares tengan una alta resistencia, la cual puede hacer que sea sensible al ruido y también puede causar errores debidos a la resistencia del instrumento de medición.Una unión termopar típica expuesta con 0,25 mm. tendrá una resistencia de cerca de 15 ohmios por metro. Si se necesitan termopares con delgadas guías o largos cables, conviene mantener las guías cortas y entonces usar el cable de extensión, el cual es más grueso, (lo que significa una menor resistencia) ubicado entre el termopar y el instrumento de medición. Se recomienda medir la resistencia del termopar antes de utilizarlo. Descalibración La descalibración es el proceso de alterar accidentalmente la conformación del cable del termopar.
La causa más común es la difusión de partículas atmosféricas en el metal a los extremos de la temperatura de operación.Otras causas son las impurezas y los químicos del aislante difundiéndose en el cable del termopar. Si se opera a elevadas temperaturas, se deben revisar las especificaciones del aislante de la sonda. Tenga en cuenta que uno de los criterios para calibrar un instrumento de medición, es que el patrón debe ser por lo menos 10 veces más preciso que el instrumento a calibrar. Ruido La salida de un termopar es una pequeña señal, así que es susceptible de error por ruido eléctrico.
La mayoría de los instrumentos de medición rechazan cualquier modo de ruido (señales que están en el mismo cable o en ambos) así que el ruido puede ser minimizado al retorcer los cables para asegurarse que ambos recogen la misma señal de ruido.Si se opera en un ambiente extremadamente ruidoso, (Ej: cerca de un gran motor), es necesario considerar usar un cable de extensión protegido. Si se sospecha de la recepción de ruido, primero se deben apagar todos los equipos sospechosos y comprobar si las lecturas cambian. Sin embargo, la solución más logica es diseñar un filtro pasabajas (resistencia y condensador en serie) ya que es poco probable que la frecuencia del ruido (por ejemplo de un motor) sea menor a la frecuencia con que oscila la temperatura.
Voltaje en Modo Común Aunque las señales del termopar son muy pequeñas, voltajes mucho más grandes pueden existir en el output del instrumento de medición.Estos voltajes pueden ser causados tanto por una recepción inductiva (un problema cuando se mide la temperatura de partes del motor y transformadores) o por las uniones a conexiones terrestres. Un ejemplo típico de uniones a tierra sería la medición de un tubo de agua caliente con un termopar sin aislamiento. Si existe alguna conexión terrestre pueden existir algunos voltios entre el tubo y la tierra del instrumento de medición.
Estas señales están una vez más en el modo común (las mismas en ambos cables del termopar) así que no causarán ningún problema con la mayoría de los instrumentos siempre y cuando no sean demasiado grandes.Voltajes del modo común pueden ser minimizados al usar los mismos recaudos del cableado establecidos para el ruido, y también al usar termopares aislados. Desviación térmica Al calentar la masa de los termopares se extrae energía que afectará a la temperatura que se trata determinar. Considérese por ejemplo, medir la temperatura de un líquido en un tubo de ensayo: existen dos problemas potenciales.
El primero es que la energía del calor viajará hasta el cable del termopar y se disipará hacia la atmósfera reduciendo así la temperatura del líquido alrededor de los cables.Un problema similar puede ocurrir si un termopar no está suficientemente inmerso en el líquido, debido a un ambiente de temperatura de aire más frío en los cables, la conducción térmica puede causar que la unión del termopar esté a una temperatura diferente del líquido mismo. En este ejemplo, un termopar con cables más delgados puede ser útil, ya que causará un gradiente de temperatura más pronunciado a lo largo del cable del termopar en la unión entre el líquido y el aire del ambiente.
Si se emplean termopares con cables delgados, se debe prestar atención a la resistencia de la guía.El uso de un termopar con delgados cables conectado a un termopar de extensión mucho más gruesa a menudo ofrece el mejor resultado. Externos Cuando de sueldan dos conductores de materiales diferentes A y B y el extremo soldado se somete a una temperatura diferente a los extremos libres, se produce entre estos últimos una pequeña diferencia de voltaje que es característica del par soldado. Este par soldado se conoce como termopar y el efecto que produce el voltaje se llama efecto Peltier. Estos conductores pueden ser metálicos puros o sus aleaciones, también metaloides e incluso cerámicas especiales.
Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energia calorifica en energia electrica su funcionamiento se basa en los descubrimientos hechos por Seebeck en 1821 cuando hizo circular corriente electrica en un circuito, formado por dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a diferentes temperaturas, esta circulacion de corriente obedece a dos efectos termoelectricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberacion o absorcion de calor en la union de dos metales diferentes cuando una corriente circula atravez de la union y el efecto Thompson que consiste en la liberacion o absorcion de calor cuando una corriente circula atravez de un metal homogeneo en el que existe un gradiente de temperaturas.
Es decir la fuerza electromotriz es proporcional a la temperatura alcanzada por la union termica a si mismo si se resta el calentamiento ohmico, que es proporcional al cuadrado de la corriente, queda un remanente de temperatura que en un sentido de circulacion de la corriente es positivo y negativo en el sentido contrario.El efecto depende de los metales que forman la union. La combinacion de los dos efectos Peltier y Thompson, es la causa de la circulacion de corriente al cerrar el circuito en el termopar. esta corriente puede calentar el termopar y afectar la presision en la medida de la temperatura, por lo que durante la medicion debe hacerse minimo su valor. Leyes Estudios realizados sobre el comportamiento de termopares han permitido establecer tres leyes fundamentales: 1.Ley del circuito homogeneo.
En un conductor metalico homogeneo no puede sostenerse la circulacion de una corriente electrica por la aplicación exclusiva de calor.2.Ley de los metales intermedios. Si en un circuito de varios conductores la temperatura es uniforme desde un punto de soldadura 'A' a otro 'B', la suma algebraica de todas las fuerzas electromotrices es totalmente independiente de los conductores metalicos intermedios y es la misma que si se pusieran en contacto directo 'A' y 'B'. 3.Ley de las temperaturas sucesivas. La f.e.m generada por un termopar con sus uniones a las temperaturas T1 y T3 es la suma algebraica de la f.e.m. del termopar con sus uniones a T1 y T2 y de la f.e.m. del mismo termopar con sus uniones a las temperaturas T2 y T3.
Por estas leyes se hace evidente que en el circuito se desarrolla una pequeña tension continua proporcional a la temperatura de la union de medida, siempre que haya una diferencia de temperaturas con la union de referencia.Los valores de esta f.e.m. estan tabulados en tablas de conversion con la union de referencia a 0ºc las cuales pondre en esta pagina web asi como las funciones polinomicas que se pueden utilizar en lugar de las tablas para saber el valor en voltaje que entregar un termopar dependiendo de la temperatura. Referencias Termoelectricidad Bibliografía relacionada Semiconductors Thermoelements and Thermoelectric Cooling, de A. F. Ioffe. Infosearch Ltd. (1956). Thermoelectricity, de P.H. Egli. John Wiley and Sons (1960).
Semiconductor Thermo-elements, de Abraham Ioffe.Akademia Nauk (1960). Thermoelectricity and Thermoelectric Power Generation, de D. Pountinen. Solid States Electronics (1968). Statistical Thermodynamics of Nonequilibrium Processes, de J. Keizer. Springer-Verlag (1987). Enfriamiento y Conversión de Energía Mediante Elementos Termoeléctricos, de J. M. Redondo. U.P.C. (1992). CRC Handbook of Thermoelectrics, de D.M. Rowe. CRC Press (1995). Physics of Thermoelectricity, de Anatychuk y Lukian. Institute of Thermoelectricity (1998). "Fuerza termoelectromotríz en semiconductores bipolares: nuevo punto de vista", artículo de Yuri Gurevich y Antonio Ortiz. Revista Mexicana de Física. Vol. 49, págs. 115-122 (2003). Instrumentación Industrial, Antonio Creus.
Sistemas de Medición e Instrumentación, Ernest E. Doebelin.Enlaces externos Sensor de temperatura por puerto paralelo Guía de termopares gratuita Temperature Sensor News Temperatures.com - sobre sensores de temperatura. [ [ Introducción a la termoelectricidad] International Thermoelectric Society (ITS) Optimizing Electrical Connections for Hot and Cold Terminals Termoquímica La Termoquímica es una subdisciplina de la fisicoquímica que estudia los cambios de calor en procesos de cambio químico, como lo son las reacciones químicas. Se puede considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmósfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien puede considerarse que se producen a volumen constante (el del receptáculo donde se estén realizando).
Tratándose de intercambios de calor a presión constante, la magnitud característica de la termoquímica es el incremento de entalpía, es decir, la variación de calor que se dará en el paso de reactivos a productos.Existen dos procesos involucrados en el estudio de la termoquímica, Proceso a presión constante El calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variación de entalpía de la reacción. Proceso a volumen constante El calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variación de energía interna de la reacción. Procesos exotérmicos y endotérmicos En función del calor que intercambien en el medio, los procesos se pueden clasificar como exotérmicos y endotérmicos .
En el caso que nos ocupa, los procesos son las reacciones químicas, y lo que nos indicará si la reacción habrá perdido o ganado energía es la entalpía de la reacción.Exotérmicas: Desprenden calor hacia el entorno, es decir, pierden calor: qp < 0, y . Endotérmicas: Absorben calor del entorno, es decir ganan calor: qp > 0, y . En relación con la energía libre de Gibbs, la variación de entalpía de reacción gobierna también, junto a la entropía y la temperatura, la espontaneidad o inespontaneidad de una reacción. Ley de Hess Germain Henry Hess (Ginebra, 1802-San Petesburgo, 1850) fue un fisicoquímico ruso de origen suizo que sentó las bases de la termodinámica actual.
Trabajó fundamentalmente la química de gases, y enunció la ley que nos disponemos a comentar ahora: "En una reacción química expresada como la suma (o diferencia) algebraica de otras reacciones químicas, puesto que es función de estado, la entalpía de reacción global es también la suma (o diferencia) algebraica de las entalpías de las otras reacciones."Consideremos la reacción: A B Y supongamos la existencia de las siguientes reacciones intermedias, de conocida: A C D C D B Vemos que podemos montar un ciclo termodinámico tal que, en vez de ir de A a B directamente, pasemos por todas las reacciones intermedias antes descritas: A C D B Como la entalpía es una función de estado, .
El proceso no depende del camino, y, por lo tanto, es indiferente que la hagamos directamente o teniendo en cuenta las demás reacciones.Nótese que la reacción D C va en el sentido opuesto al que nos interesa para cerrar el ciclo. Por ello, debemos invertir la dirección del flujo energético para obtener la reacción que queremos, y eso se logra cambiando el signo de la variación entálpica. Es decir, . Teniendo esto en cuenta, la entalpía de la reacción que queremos será: En ocasiones, deberemos multiplicar la entalpía de reacción de una de las intermediarias por algún coeficiente estequiométrico para que se cumpla la relación lineal entre las diferentes variaciones de entalpías.
Dependencia de la variación de la entalpía de reacción con la temperatura Conocemos que la entalpía de una reacción depende de la temperatura, ya que depende de la energía interna.En ocasiones, nos interesará conocer la variación de entalpía estándar a una temperatura diferente de la que tenemos datos, y para ello necesitaremos usar la llamada regla de Kirchhoff. Termoscopio El termoscopio fue un antecesor del termómetro inventado en 1592 por Galileo Galilei. Estaba compuesto por una bola de vidrio hueca y un tubo soldados a esta. Funcionaba de la siguiente forma: Se calentaba la bola de vidrio con las manos y el extremo del tubo se sumergía en agua contenida en una especie de vaso.
Una vez enfriada la bola al retirarle las manos.El agua ascendía y marcaba la temperatura. Las desventajas del termoscopio eran que dependía de la presión atmosférica, que no tenia una escala numerica con cual determinar la temperatura y la lectura, en el caso de temperatura corporal, era incorrecta dependiendo que quien tomara la temperatura El termoscopio indicaba las variaciones de temperatura por la contracción o dilatación de una masa de aire. Tevatrón Imagen de los 2 anillos: el inyector principal (al frente) y el anillo del Tevatrón (al fondo). Los estanques circulares que los rodean ayudan a disipar el calor producido por las instalaciones.
Tevatrón es el nombre que recibe el acelerador de partículas circular del Fermilab ubicado en Batavia, Illinois (Estados Unidos).Es un sincrotrón que acelera protones y antiprotones en un anilllo de 6.3 km de circunferencia hasta energías de casi 1 TeV, de donde proviene su nombre. [1] Se construyó en el mismo túnel que el preexistente Anillo Principal del Fermilab. Fue completado en 1983 con un coste de 120 millones de dólares y ha sido sometido regularmente a actualizaciones. La más importante fue la adición del anillo llamado inyector principal, construido desde 1994 hasta 1999 con un coste de 290 millones de dólares.
En 1987 realizó las primeras colisiones a la energía de diseño (0.9 TeV por haz, 1.8 TeV medidos en el centro de masas), lo que lo convirtió en el acelerador que proporciona colisiones de mayor energía hasta la entrada en funcionamiento del gran colisionador de hadrones (con 7 TeV por haz).Entre los principales hitos científicos de esta instalación, destacan el descubrimiento del quark cima en 1995, y el descubrimiento del neutrino tauónico en el año 2000 en el experimento DONUT. En 2007 se consiguió medir la masa del quark top con una precisión cercana al 1%.
Contenido 1 Funcionamiento 2 Referencias 3 Enlaces externos 4 Véase también Funcionamiento La aceleración se produce realmente por la combinación de los pasos sucesivos por un tándem de aceleradores.El primer paso se realiza en un preacelerador de Cockcroft-Walton de 750 keV, que ioniza gas hidrógeno y acelera los iones negativos usando un voltaje positivo. Posteriormente, los iones pasan a través de un acelerador lineal de 150 m, donde son acelerados hasta 400 MeV por medio de campos eléctricos oscilantes. Su paso a través de una lámina de carbono eliminará los electrones, y los protones resultantes se conducirán al Booster. El Booster es un pequeño acelerador circular en que los protones llegan a adquirir energías de unos 8 GeV.
De allí pasan al inyector principal, que puede realizar varias tareas: Acelerar protones hasta 150 GeV Producir protones de 120 GeV para la posterior creación de antiprotones.Acelerar antiprotones hasta 120 GeV. Inyectar los protones o antiprotones en el Tevatrón. Los antiprotones son creados en la fuente de antiprotones. Para ello, protones de 120 GeV procedentes del inyector principal colisionan con un blanco de níquel. Esta colisión produce numerosas partículas, incluyendo antiprotones, que serán recogidos y almacenados en el anillo acumulador. Los antiprotones pueden pasar posteriormente al inyector principal. Finalmente, el Tevatrón acelera protones y antiprotones en sentidos opuestos. En su camino se cruzan con los detectores CDF y D0.
Los imanes superconductores necesarios para ello producen un campo de 4.2 teslas.Fue el primer gran acelerador en hacer uso de tecnología superconductora. El uso de imanes superconductores operando a la temperatura de helio líquido permite reducir la masa de los mismos en al menos un orden de magnitud. La planta criogénica requerida para mantener la temperatura se convirtió en el sistema de refrigeración por helio más grande del mundo. Referencias 1. Wilson, R.R.
(1978), The Tevatron, Batavia, Illinois: Fermilab, FERMILAB-TM-0763, Enlaces externos Página principal del Tevatrón en Fermilab Véase también Zevatron Bevatron LHC TFT Proceso de fabricación de un panel TFT TFT, siglas de Thin Film Transistor (en inglés: Transistor de Película Fina), es un tipo especial de transistor de efecto campo que se fabrica depositando finas películas de un semiconductor activo así como una capa de material dieléctrico y contactos metálicos sobre un sustrato de soporte.Un sustrato muy común es el cristal. Una de las primeras aplicaciones de los TFTs son las pantallas de cristal líquido. Los TFTs se pueden fabricar con una gran variedad de materiales semiconductores. El más común es el silicio.
Las características del TFT basado en el silicio depende de su estado cristalino.Esto es, que la capa de semiconductor puede ser silicio amorfo, silicio microcristalino o puede haber sido templado en un polisilicio. Otros materiales que pueden ser usados como semiconductores en TFTs son el cadmio selenio (CdSe) y óxidos de metal como el Óxido de Zinc. Los TFTs también pueden ser fabricados usando materiales orgánicos (Organic TFT u OTFT). Usando semiconductores y electrodos transparentes, como el Indio-Óxido de Estaño (ITO), los dispositivos TFT pueden hacerse completamente transparentes.
Theodore Harold Maiman Thedore H. Maiman (11 de julio de 1927 - 5 de mayo de 2007) Nació en Los Ángeles, California (Estados Unidos) el 11 de julio de 1927.Asistió a la Universidad del Colorado y recibió un B.S. en ingeniería física en 1949, entonces siguió para graduarse en la Universidad de Stanford donde recibió un M.S. por su trabajo en ingeniería eléctrica en 1951 y un Ph.D. en física en 1955. Mientras trabajaba en los Laboratorios de Investigación de Hughes como jefe de la sección en 1960. Desarrolló, demostró y patentó un láser que usaba un rubí rosa que producía un impulso de luz coherente con el cual ganó un reconocimiento mundial.
En 1962 Maiman fundó su propia compañía, la Corporación Korad, consagrado a la investigación, desarrollo y fabricación de láseres.Formó a los Socias de Maiman en 1968 después de vender Korad. También fue director de Corporación de Láser de Mando y un miembro de la Tabla Asesora de Revista Investigación Industrial. Maiman falleció el 5 de mayo de 2007 en Vancouver, Columbia Británica ( Canadá) a los 79 años de edad. Theodor W. Hänsch Theodor Wolfgang Hänsch Theodor Wolfgang Hänsch (30 de octubre de 1941 en Heidelberg, Alemania) es un físico alemán. Compartió una mitad del Premio Nobel de Física en 2005 con John L. Hall, por sus contribuciones en el desarrollo de la espectroscopia basada en el laser. La otra mitad del premio fue para Roy J. Glauber.
Uno de sus estudiantes, Carl E. Wieman, recibió el Premio Nobel de Física en 2001.Enlaces externos Theodor W. Hänsch, Autobiografía (en inglés) Homepage of Prof. Hänsch's group in Munich Thomas Gold Thomas Gold (22 de mayo de 1920 – 22 de junio de 2004) fue un astrofísico Austríaco, ejerció como profesor de astronomía en la Universidad Cornell y fue miembro de la Academia Nacional de las Ciencias de Estados Unidos. Gold, junto con Hermann Bondi y Fred Hoyle hicieron avances en el entendimiento de la cosmología durante la década de 1950, mediante la proposición de la controvertida teoría del Estado Estacionario.
Contenido 1 Vida 2 Astrofísica 3 Origen del petróleo 4 Véase también 5 Enlaces externos 6 Véase también Vida Originario de Austria, fue educado en la Universidad Zouz, en Suiza y en el Trinity College de Cambridge.A comienzos de la Segunda Guerra Mundial fue considerado enemigo extranjero y encarcelado. Allí conoció a Herman Bondi. Una vez liberado, trabajó con Bondi y Fred Hoyle en radares. Luego, los tres extenderían su campo de estudio a la astrofísica. Juntos desestabilizaron los dogmas existentes con sus teorías no ortodoxas sobre la naturaleza del cosmos. Tiempo después trabajó en el Observatorio de Greenwich, en Herstmonceaux, Sussex, Inglaterra y en la Universidad Harvard, Estados Unidos.
A comienzos de 1959, la Universidad Cornell le ofreció la oportunidad de formar una unidad interdisciplinaria para la investigación espacial y radiofísica, y tener a su cargo el Departamento de Astronomía.Gold aceptó y se mantuvo en el puesto hasta su muerte. Gold se casó dos veces, con Merle Tuberg en 1947 y con Carvel Beyer en 1972. Tuvo tres hijas de su primer matrimonio y una del segundo. Murio a los 84 años. Astrofísica Gold llevó a cabo investigaciones sobre cosmología y campos magnéticos, y acuño el término magnetosfera para los campos magnéticos de la Tierra. Junto con Bondi, desarrolló la teoría del estado estacionario.
Poco tiempo después del descubrimiento de los púlsares, en 1968, Gold y Hoyle identificaron correctamente estos objetos como estrellas de neutrones que rotan rápidamente y con intenso campo magnético.Durante varios años Gold propulsó la idea que una gruesa capa de polvo podría cubrir gran parte de la superficie lunar. Su opinión influyó en el diseño de las naves para el aterrizaje lunar del Programa Surveyor, llevado adelante por Estados Unidos. En 1985 ganó la Medalla de oro de la Real Sociedad Astronómica de Londres. Origen del petróleo Gold adquirió fama por su paper de 1992 "The Deep Hot Biosphere", publicado por la Academia de Ciencias de Estados Unidos en su revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Allí presentó un controvertido punto de vista sobre el origen del carbón, petróleo crudo y depósitos de gas.La teoría sugiere que el carbón y los depósitos de petróleo son producidos a través de la fuerza tectónica, más que de la descomposición de fósiles. En 1999 publicó un libro con el mismo título, en el cual expandía los argumentos del paper e incluía especulaciones sobre el origen de la vida. Gold ha sido acusado de plagiar la teoría abiogénica de geólogos soviéticos que ya la habían publicado en la década de 1950.
Aunque más tarde dio crédito a las investigaciones soviéticas, reclamó que él había sido el primero en publicar un paper en 1979 sobre teoría abiogénica sin citar literatura soviética sobre el tema.Los defensores de Gold mantenían que esos cargos eran infundados: ellos decían que, después de formular sus opiniones sobre el petróleo en 1979, comenzó a encontrar las investigaciones mencionadas y a traducirlas. Gold estaba decepcionado de que sus ideas no fueran originales y a la vez, fascinado, ya que la independencia en la formulación de la misma idea agregaba peso a la hipótesis. Ellos insistían en que Gold siempre había dado crédito al trabajo soviético una vez que estuvo enterado del tema.
Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que las bacterias viven a profundidades mayores a las estimadas.Aunque esto no alcanza para probar la teoría de Gold, brinda mayores argumentos. Véase también Cosmología Origen Inorgánico del Petróleo Enlaces externos A Origin of Methane (and oil) in The Crust of The Earth Páginas originales Dr. Thomas Gold recuperadas de la Cornell University, EUA. Véase también Anexo:Astrónomos y astrofísicos notables Tiempo Un reloj es cualquier dispositivo que puede medir el tiempo transcurrido entre dos eventos que suceden respecto de un observador.
El tiempo es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).Es la magnitud que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al principio de causalidad, uno de los axiomas del método científico.
Su unidad básica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es s (debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayúscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior).
Contenido 1 El concepto físico del tiempo 1.1 El tiempo en mecánica clásica 1.2 El tiempo en mecánica relativista 1.2.1 Dilatación del tiempo 1.3 El tiempo en mecánica cuántica 1.4 La flecha del tiempo y la entropía 2 La medición del tiempo 3 El tiempo y la vida cotidiana 4 Véase también 5 Enlaces externos El concepto físico del tiempo Véase también: Causalidad (física), paradoja de los gemelos, y espacio-tiempo Dados dos eventos puntuales E1 y E2, que ocurren respectivamente en instantes de tiempo t1 y t2, y en puntos del espacio P1 = (x1, y1, z1) y P2 = (x2, y2, z2), todas las teorías físicas admiten que éstos sólo pueden darse en una de tres posibilidades mutuamente excluyentes: 1.
Es posible para un observador estar presente en el evento E1 y luego estar en el evento E2, y en ese caso se afirma que E1 es un evento anterior a E2.Además, si eso sucede, ese observador no podrá verificar 2. 2. Es posible para un observador estar presente en el evento E2 y luego estar en el evento E1, y en ese caso se afirma que E1 es un evento posterior a E2. Además si eso sucede, ese observador no podrá verificar 1. 3. Es imposible, para un observador puntual, estar presente simultáneamente en los eventos E1 y E2. Dado un evento cualquiera, el conjunto de eventos puede dividirse según esas tres categorías anteriores.
Es decir, todas las teorías físicas permiten, fijado un evento, clasificar a los dentos en: (1) pasado, (2) futuro y (3) resto de eventos (ni pasados ni futuros).En mecánica clásica esta última categoría está formada por los sucesos llamados simultáneos, y en mecánica relativista, por los eventos no relacionados causalmente con el primer evento. Sin embargo, la mecánica clásica y la mecánica relativista difieren en el modo concreto en que puede hacerse esa división entre pasado, futuro y otros eventos y en el hecho de que dicho carácter pueda ser absoluto o relativo respecto al contenido de los conjuntos.
El tiempo en mecánica clásica En la mecánica clásica, el tiempo se concibe como una magnitud absoluta, es decir, es un escalar cuya medida es idéntica para todos los observadores (una magnitud relativa es aquella cuyo valor depende del observador concreto)F. Esta concepción del tiempo recibe el nombre de tiempo absoluto.Esa concepción está de acuerdo con la concepción filosófica de Kant, que establece el espacio y el tiempo como necesarios por cualquiera experiencia humana. Cada observador hará una división tripartita de los eventos clasificándolos en: (1) eventos pasados, (2) eventos futuros y (3) eventos ni pasados y ni futuros, la mecánica clásica y la física pre-relativista asumen: 1.
Fijado un acontecimiento concreto todos los observadores sea cual sea su estado de movimiento dividirán el resto de eventos en los mismos tres conjuntos (1), (2) y (3), es decir, dos observadores diferentes coincidirán en qué eventos pertenecen al pasado, al presente y al futuro, por eso el tiempo en mecánica clásica se califica de "absoluto" porque es una distinción válida para todos los observdores (mientras que en mecánica relativista esto no sucede y el tiempo se califica de "relativo").2. En mecánca clásica, la última categoría, (3), está formada por un conjunto de puntos tridimensional, que de hecho tiene la estructura de espacio euclídeo.
Dados dos eventos se llaman simultáneos fijado uno de ellos el segundo es un evento de la categoría (3).Aunque dentro de la teoría especial de la relatividad y dentro de la teoría general de la relatividad, la división tripartita de eventos sigue siendo válida, no se verifican las últimas dos propiedades: 1. Ni el conjunto de eventos ni pasados ni futuros es tridimensional 2. No existe una noción de simultaneidad indepediente del observador como en mecánica clásica. El tiempo en mecánica relativista En mecánica relativista la medida del transcurso tiempo depende del sistema de referencia donde esté situado el observador y de su estado de movimiento, es decir, diferentes observadores miden diferentes tiempos transcurridos entre dos eventos causalmente conectados.
Por tanto, la duración de un proceso depende del sistema de referencia donde se encuentre el observador.De acuerdo con la teoría de la relatividad, fijados dos observadores situados en diferentes marcos de referencia, dos sucesos A y B dentro de la categoría (3) de eventos ni pasados ni futuros, pueden ser percibidos por los dos observadores como simultáneos, o puede que para A ocurra "antes" que B para el primer observador mientras que B ocurre "antes" de A para el segundo observador. En esas circunstancias no existe, por tanto, ninguna posibilidad establecer una noción absoluta de simultaneidad independiente del observador.
De hecho en relatividad general el conjunto de los sucesos dentro de la categoría (3) es un subconjunto tetradimensional topológicamente abierto del espacio-tiempo.Sólo si dos sucesos están atados causalmente todos los observadores ven el suceso "causal" antes que el suceso "efecto", es decir, las categorías (1) de eventos pasados y (2) de de eventos futuros causalmente ligados sí son absolutos. Fijado un evento E el conjunto de eventos de la categoría (3) que no son eventos ni futuros ni pasados respecto a E puede dividirse en tres subconjuntos: (a) El interior topológico de dicho conjunto, es una región abierta del espacio-tiempo y constituye un conjunto acronal.
Dentro de esa región dados cualesquiera dos eventos resulta imposible conectarlos por una señal luminosa que emitida desde el primer evento alcance el segundo.
(b) La frontera del futuro o parte de la frontera topológica del conjunto, tal que cualquier punto dentro de ella puede ser alcanzado por una señal luminosa emitida desde el evento E. (c) La frontera del pasado o parte de la frontera topológica del conjunto, tal que desde cualquier dentro de ella puede enviarse una señal luminosa que alcance el evento E. Las curiosas relaciones causales de la teoría de la relatividad, conllevan que no existe un tiempo único y absoluto para los observadores, de hecho cualquier observador percibe el espacio-tiempo cuatridimensional según su estado de movimiento, la dirección paralela a su cuadrivelocidad coincidirá con la dirección temporal, y los eventos que se mueven según hipersuperficies espaciales perpendiculares en cada punto a la dirección temporal forman el conjunto de acontecimientos simultáneos para ese observador.
Lamentablemente dichos conjuntos de acontecimientos percibidos como simultáneos difieren de un observador a otro.
Dilatación del tiempo Artículo principal: Dilatación del tiempo Si el tiempo propio es la duración de un suceso medido en reposo respecto a ese sistema; la duración de ese suceso medida desde un sistema de referencia que se mueve con velocidad constante con respecto al suceso viene dada por: El tiempo en mecánica cuántica En mecánica cuántica debe distinguirse entre la mecánica cuántica convencional, en la que puede trabajarse bajo el supuesto clásico de un tiempo absoluto, y la mecánica cuántica relativista, para la cual, al igual que sucede en la teoría de la relatividad, el supuesto de un tiempo absoluto es inaceptable.
La flecha del tiempo y la entropía Artículo principal: Flecha del tiempo Se ha señalado que la dirección del tiempo está relacionada con el aumento de entropía, aunque eso parece deberse a las peculiares condiciones que se dieron durante el Big Bang.Aunque algunos científicos como Penrose han argumentado que dichas condiciones no serían tan peculiares si consideramos que existe un principio o teoría física más completa que explique porqué nuestro universo, y tal vez otros, nacen con condiciones iniciales aparentemente improbables, que se reflejan en una bajísima entropía inicial. La medición del tiempo Reloj de sol, de bolsillo. La cronología (histórica, geológica, etc.)
permite datar los momentos en los que ocurren determinados hechos (lapsos relativamente breves) o los procesos (lapsos de duración mayor).En una línea de tiempo se puede representar gráficamente los momentos históricos en puntos y los procesos en segmentos. Las formas e instrumentos para medir el tiempo son de uso muy antiguo y todas ellas se basan en la medición del movimiento, del cambio material de un objeto a través del tiempo, que es lo que puede medirse. En un principio se comenzaron a medir los movimientos de los astros, básicamente el movimiento aparente del Sol, dando lugar al tiempo solar aparente.
El desarrollo de la astronomía hizo que, de manera paulatina, se fueran creando diversos instrumentos, tales como los relojes de sol, las clepsidras o los relojes de arena.Posteriormente, la determinación de la medida del tiempo se fue perfeccionando hasta llegar al reloj atómico. Véase también: Tiempo solar, tiempo sidéreo, Tiempo Universal Coordinado, y tiempo atómico El tiempo y la vida cotidiana Para Renny Yagosesky, escritor y orientador de la conducta, el tiempo es un factor de impacto y estrés en la vida cotidiana, pues las personas tienden a desear disponer de más tiempo para vivir, para trabajar o para divertirse.
"Nadie o casi nadie desea la cercanía de la muerte, pero todos saben que tarde o temprano su tiempo se agotará".Por eso recomienda un uso racional y significativo del tiempo, pues estima que así se aprende a vivir de una manera más intensa, haciendo lo que es realmente importante, con menos ansiedad y culpa, y con una mayor contribución a la sociedad. Véase también Espacio-tiempo Filosofía del espacio y el tiempo Destino Flecha del tiempo Viaje a través del tiempo Irreversibilidad Enlaces externos Wikiquote Wikiquote alberga frases célebres de Tiempo. La percepción del tiempo, en Redes.
Velocidad de obturación (Redirigido desde Tiempo de exposición) Fotografía con una velocidad relativamente rápida, congelación de movimiento En fotografía, la velocidad de obturación, también llamada tiempo de exposición, es la velocidad a la que se abre y cierra el obturador de un dispositivo fotográfico y, por tanto, al periodo de tiempo durante el cual está abierto éste.Se expresa en segundos y fracciones de segundo. Los tiempos de exposición de una cámara fotográfica pueden ajustarse en valores discretos. El salto de cada valor al siguiente se denomina un paso.
Estos valores suelen oscilar entre los 30 segundos y 1/8000 de segundo en las mejores cámaras; para realizar exposiciones más largas suele existir la opción B en la que el obturador se mantiene abierto durante el tiempo que mantengamos el dedo sobre el pulsador.Aunque no puede hablarse de velocidades rápidas o lentas con independencia de la situación fotografiada, a efectos prácticos, en la mayoría de situaciones, podemos distinguir: Velocidades rápidas: superiores a 1/60 segundos; el obturador permanece abierto muy poco tiempo dejando pasar menos luz hacia el elemento fotosensible. Con ellas se consigue congelar el movimiento.
Fotografía desde el mismo sitio con una velocidad más lenta, efecto desplazamiento Velocidad lentas: inferiores a 1/60 s; el obturador permanece abierto más tiempo dejando pasar más luz.Con ellas se consiguen imágenes movidas, desplazadas, otorgando mayor sensación de desplazamiento. En estas velocidades es recomendable usar un trípode para evitar que se mueva la cámara por el pulso. La velocidad de obturación, en conjunción con la sensibilidad de la película fotográfica (caso de cámaras tradicionales) o sensor de imagen (en cámaras digitales) y la apertura del diafragma, determina el valor de exposición para una fotografía.
Contenido 1 Escala de velocidades 2 Velocidades lentas 3 Véase también 4 Enlaces externos Escala de velocidades Dial del obturador en una Fujica STX-1.La escala típica de velocidades suele ser: Valor Tiempo de exposición B mientras se pulse el disparador 30" 30 s 15" 15 s 8" 8s 4" 4s 2" 2s 1" 1s 2 1/2 s 4 1/4 s 8 1/8 s 15 1/15 s 30 1/30 s 60 1/60 s 125 1/125 s 250 1/250 s 500 1/500 s 1000 1/1000 s 2000 1/2000 s Al avanzar un paso en esta escala se duplica el tiempo y por tanto la cantidad de luz que atraviesa el obturador. Velocidades lentas Fuegos artificiales, en esta foto se ha usado 4 s de exposición, dejando las trayectorias luminosas.
Si tuviese mayor velocidad, sólo se verían puntos de luz Una velocidad lenta o tiempo de exposición largo será más sensible al movimiento pudiendo expresarse en forma difusa y uno más corto obtendrá una imagen "congelada" y nítida.Para poder obtener el efecto deseado sin variar la iluminación deseada en la fotografía, habrá que ajustar el diafragma para compensar la cantidad de luz recibida. En fotografía digital, la sensibilidad ISO también se convierte en un parámetro ajustable; un ISO mayor nos permitirá una fotografía más rápida. Un tiempo de exposición largo puede requerir el uso de trípode, para evitar la trepidación debida a la vibración de nuestro pulso.
El tiempo máximo para la obtención de una fotografía nítida sin trípode dependerá del tipo de cámara y del ángulo de visión del objetivo.Depende de la cámara pues en una réflex el rápido movimiento del espejo hará vibrar la cámara y producirá trepidación apreciable con velocidades menores a 1/50; en cámaras compactas, cogiendo bien la cámara, el tiempo podrá ser mayor. También puede depender de la cámara pues algunas pueden incorporar un estabilizador de imagen que permitirán un tiempo de exposición entre 1,5 y 3 pasos mayor. También dependerá del objetivo pues la vibración de la mano tendrá una mayor repercusión cuanto menor sea el ángulo de visión.
Este es un factor a tener muy en cuenta con el uso de teleobjetivos o zooms.Suele decirse que la velocidad más lenta es 1/(distancia focal), en este caso se refieren a la velocidad focal de una cámara reflex analógica o sin factor multiplicador. Por otra parte algunos objetivos incorporan un estabilizador de imagen. Véase también Obturador Diafragma Apertura Cámara fotográfica Fotografía (*) Enlaces externos Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Velocidad de obturación. Commons Tiempo de Planck El tiempo de Planck es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal más pequeño que puede ser medido. Se denota mediante el símbolo tP.
En cosmología, el tiempo de Planck representa el instante de tiempo más antiguo en el que las leyes de la física pueden ser utilizadas para estudiar la naturaleza y evolución del Universo.Se determina como combinación de otras constantes físicas en la forma siguiente: 5.39124(27) × 1044 segundos donde: es la constante de Planck reducida (conocida también como la constante de Dirac). G es la constante de gravitación universal c es la velocidad de la luz en el vacío. Los números entre paréntesis muestran la desviación estándar. El tiempo de Planck representa el tiempo que tarda un fotón viajando a la velocidad de la luz en atravesar una distancia igual a la longitud de Planck.
Desde la perspectiva de la mecánica cuántica, se ha considerado tradicionalmente que el tiempo de Planck representa la unidad mínima que podría medirse en principio --es decir, que no sería posible medir ni discernir ninguna diferencia entre el Universo en un instante específico de tiempo y en cualquier instante separado por menos de 1 tiempo de Planck.No obstante, las imágenes de campo profundo tomadas por el telescopio espacial Hubble en 2003 han arrojado dudas sobre esta teoría. La predicción era que las imágenes de objetos situados a muy largas distancias deberían ser borrosas.
Esto se debería a que la estructura discontinua del espacio y el tiempo a la escala de Planck distorsionaría la trayectoria de los fotones, del mismo modo que la atmósfera terrestre distorsiona las imágenes de los objetos situados fuera de ella.No obstante, dichas imágenes son más nítidas de los esperado, lo que ha sido interpretado como una indicación de que el tiempo de Planck no es el intervalo más corto del Universo. [1] [2] La edad estimada del Universo (4.3 × 1017 s) es aproximadamente 8 × 1060 tiempos de Planck. En el tiempo de Planck la luz en el vacío recorre aproximadamente 1,62 ×10-12 ym. Referencias 1. Lieu, Richard, Hillman, Lloyd W. (2003-03-10).
"The Phase Coherence of Light from Extragalactic Sources: Direct Evidence against First-Order Planck-Scale Fluctuations in Time and Space".The Astrophysical Journal 585: L77–L80. DOI: 10.1086/374350. Consultado el 2008-05-30. 2. Ng, Y. Jack, Christiansen, W. A.; van Dam H. (2003-07-10). "Probing Planck-Scale Physics with Extragalactic Sources?". The Astrophysical Journal Letters 591: L87–L89. DOI:10.1086/377121. Consultado el 2008-05-30. Véase también Época de Planck Longitud de Planck Max Planck Enlaces externos Planck's units in hypertextbook.com (en inglés) Tiempo de retorno energético El tiempo de retorno energético es el tiempo necesario para recuperar la energía invertida.
Por ejemplo, la energía recuperada en un célula fotovoltaica se recupera aproximadamente entre los 2 y los 7 años de utilización.Si una célula fotovoltaica se rompe antes de esa fecha, habrá supuesto un gasto de petróleo mayor que si no se hubiese fabricado. Tiempo propio Tiempo propio es el tiempo medido para un observador que está viajando por el espacio-tiempo a una cierta velocidad. El concepto de tiempo propio es necesario en las teorías de la relatividad de Einstein para describir efectos tales como la dilatación del tiempo.
La dilatación del tiempo ha sido observada y medida en diversos experimentos, y revela que el tiempo que mide un observador en movimiento uniforme respecto a otro mide un intervalo de tiempo más pequeño que el que está en reposo (aunque la perspectiva del observador en movimiento es que es el otro quien mide un intervalo más pequeño, cosa que conduce a la paradoja de los gemelos).
Contenido 1 Tiempo propio en movimiento uniforme 2 Tiempo propio en movimiento acelerado 3 Tiempo propio en relatividad general 4 Véase también Tiempo propio en movimiento uniforme Si consideramos un sistema de coordenadas galileano o inercial en el que la partícula se mueve a la velocidad v tenemos, que el tensor métrico se expresa como: Y de ahí que la variación del tiempo propio se defina simplemente como: La definición de tiempo propio implica describir el curso que una partícula de prueba, observador o reloj le toma para viajar por un espacio-tiempo y la estructura métrica de ese espacio-tiempo en particular.Se puede observar que cuando ambos tiempos, el tiempo coordenado y el tiempo propio, coinciden como predice la mecánica clásica.
Eso permite que para pequeñas velocidades podamos usar el supuesto de la mecánica clásica de que existe un tiempo absoluto o referencia temporal universal común a todos los observadores, así un observador "clásico" todo lo que tiene que hacer es medir el intervalo de su tiempo propio, e inferir que otros observadores que se mueven a pequeñas velocidades respecto a él miden el mismo intervalo de tiempo.
Tiempo propio en movimiento acelerado Si consideramos una partícula de masa m que se mueve bajo la acción de una fuerza constante F, tenemos la siguiente ecuación de movimiento: Integrando la anterior ecuación del movimiento se llega a: Donde: El tiempo propio para la partícula acelerada puede relacionarse con el tiempo coordenado de un observador inercial mediante la siguiente integración: Tiempo propio en relatividad general La métrica más general posible tanto en relatividad especial, cuando consideramos sistemas de referencia no inerciales, como en relatividad general, cuando el espacio-tiempo no es plano puede escribirse en la notación física abreviada como: Donde los índices y los índices .
El primer término del segundo miembro tiene propiedades relacionadas con el tiempo físico, mientras que el tensor que simétrico covariante que aparece en el segundo término puede interpretarse como un tensor métrico tridimensional definido positivo.Las propiedades de esos dos sumandos nos permiten introducir la distancia física y el tiempo físico medido por un observador.
Entonces el tiempo propio de una partícula que se mueve según la curva: puede evaluarse sencillamente como: Sin embargo conviene recordar, que si la métrica no es estática, dos observadores que partieron de un mismo punto y arribaron al mismo punto, a lo largo de trayectorias diferentes diferirán en el tiempo transcurrido, tal como sucede en la paradoja de los gemelos, haciendo imposible en general la sincronización de relojes.La sincronización de relojes es posible sólo cuando la 1-forma del primer término del segundo miembro de (*) es una diferencial exacta.