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TEMPERATURA Y CALOR
- 1 Temperatura y equilibrio térmico
- La temperatura se relaciona con la energía cinética de las moléculas
de un material.
- para conocer la temperatura de una taza con café, introducimos el
termómetro en él; al interactuar los dos, el termómetro se calienta y
el café se enfría un poco. Una vez que el termómetro se estabiliza,
leemos la temperatura. El sistema está en una condición de
equilibrio, en la cual la interacción entre el termó- metro y el café ya
no causa un cambio en el sistema. Llamamos equilibrio térmico a
dicho estado.
- para conocer la temperatura de una taza con café, introducimos el
termómetro en él; al interactuar los dos, el termómetro se calienta y
el café se enfría un poco. Una vez que el termómetro se estabiliza,
leemos la temperatura. El sistema está en una condición de
equilibrio, en la cual la interacción entre el termó- metro y el café ya
no causa un cambio en el sistema. Llamamos equilibrio térmico a
dicho estado.
- La temperatura se relaciona con la energía cinética de las moléculas
de un material.
- Ley cero de la termodinámica
- 2 Termómetros y escalas de temperatura
- escala de temperatura Celsius
- La escala Celsius se usa, tanto en la vida cotidiana como
en la ciencia y la industria, en casi todo el mundo.
- La escala Celsius se usa, tanto en la vida cotidiana como
en la ciencia y la industria, en casi todo el mundo.
- escala de temperatura Fahrenheit,
- usada en la vida cotidiana en Estados
Unidos, la temperatura de congelación del
agua es de 32 °F (32 grados Fahrenheit) y la
de ebullición es de 212 °F, ambas a presión
atmosférica estándar
- usada en la vida cotidiana en Estados
Unidos, la temperatura de congelación del
agua es de 32 °F (32 grados Fahrenheit) y la
de ebullición es de 212 °F, ambas a presión
atmosférica estándar
- escala de temperatura Celsius
- 3 Termómetros de gas y la
escala Kelvin
- Cualquier escala de temperatura definida de este modo
siempre depende un tanto de las propiedades específicas del
material empleado.
- El principio de un termómetro de gas
muestra que la presión de un gas a volumen
constante aumenta con la temperatura
- El principio de un termómetro de gas
muestra que la presión de un gas a volumen
constante aumenta con la temperatura
- La escala Kelvin y temperatura absoluta
- La escala Kelvin se denomina escala de temperatura absoluta y su
cero [T = 0 K = -2273.15 °C, la temperatura en que p = 0, se llama cero
absoluto.
- En el cero absoluto, un sistema de moléculas (como
una cantidad de gas, líquido o sólido)
- La escala Kelvin se denomina escala de temperatura absoluta y su
cero [T = 0 K = -2273.15 °C, la temperatura en que p = 0, se llama cero
absoluto.
- Cualquier escala de temperatura definida de este modo
siempre depende un tanto de las propiedades específicas del
material empleado.
- .4 Expansión térmica
- Casi todos los materiales se expanden al aumentar su
temperatura. El aumento en la temperatura hace que el líquido
se expanda en los termómetros de líquido en un tubo
- Expansión lineal
- La constante a, que describe las propiedades de expansión térmica de un material
dado, se denomina coeficiente de expansión lineal.
- Podemos entender la expansión térmica
cualitativamente desde una perspectiva
molecular. Imaginemos las fuerzas
interatómicas en un sólido como resortes
- Podemos entender la expansión térmica
cualitativamente desde una perspectiva
molecular. Imaginemos las fuerzas
interatómicas en un sólido como resortes
- La constante a, que describe las propiedades de expansión térmica de un material
dado, se denomina coeficiente de expansión lineal.
- Expansión de volumen
- Un aumento de temperatura suele aumentar el
volumen de materiales tanto líquidos como sólidos.
- Un aumento de temperatura suele aumentar el
volumen de materiales tanto líquidos como sólidos.
- Expansión térmica del agua
- El agua, en el intervalo de temperaturas de 0 °C a 4 °C, se contrae al
aumentar la temperatura
- Este comportamiento anómalo del agua tiene un efecto importante
sobre la vida vegetal y animal en los lagos.
- Si el agua no tuviera esta propiedad especial, la evolución de la vida habría seguido
un curso muy diferente.
- Si el agua no tuviera esta propiedad especial, la evolución de la vida habría seguido
un curso muy diferente.
- Este comportamiento anómalo del agua tiene un efecto importante
sobre la vida vegetal y animal en los lagos.
- El agua, en el intervalo de temperaturas de 0 °C a 4 °C, se contrae al
aumentar la temperatura
- Esfuerzo térmico
- Si sujetamos rígidamente los extremos de
una varilla para evitar su expansión o
contracción y luego variamos la
temperatura, aparecerán esfuerzos de
tensión o compresión llamados esfuerzos
térmicos
- Los ingenieros deben tomar en cuenta el esfuerzo térmico al
diseñar estructuras. Las autopistas de hormigón y las
cubiertas de puentes suelen tener espacios entre secciones,
llenos con material flexible o salvados por dientes que
embonan
- Los ingenieros deben tomar en cuenta el esfuerzo térmico al
diseñar estructuras. Las autopistas de hormigón y las
cubiertas de puentes suelen tener espacios entre secciones,
llenos con material flexible o salvados por dientes que
embonan
- Si sujetamos rígidamente los extremos de
una varilla para evitar su expansión o
contracción y luego variamos la
temperatura, aparecerán esfuerzos de
tensión o compresión llamados esfuerzos
térmicos
- Expansión lineal
- Casi todos los materiales se expanden al aumentar su
temperatura. El aumento en la temperatura hace que el líquido
se expanda en los termómetros de líquido en un tubo
- .5 Cantidad de calor
- La transferencia de energía que se da exclusivamente por una
diferencia de temperatura se denomina flujo de calor o transferencia
de calor, en tanto que la energía así transferida se llama calor
- Calor específico
- Usamos el símbolo Q para
cantidad de calor. Cuando el
calor está asociado a un cambio
de temperatura infinitesimal dT,
lo llamamos dQ
- Usamos el símbolo Q para
cantidad de calor. Cuando el
calor está asociado a un cambio
de temperatura infinitesimal dT,
lo llamamos dQ
- Capacidad calorífica molar
- un mol de cualquier sustancia pura siempre
contiene el mismo número de moléculas.
- El producto Mc se denomina capacidad
calorífica molar (o calor específico molar) y
se denota con C
- El producto Mc se denomina capacidad
calorífica molar (o calor específico molar) y
se denota con C
- un mol de cualquier sustancia pura siempre
contiene el mismo número de moléculas.
- Calor específico
- La transferencia de energía que se da exclusivamente por una
diferencia de temperatura se denomina flujo de calor o transferencia
de calor, en tanto que la energía así transferida se llama calor
- 6 Calorimetría y cambios de fase
- Calorimetría significa “medición de calor”
- Cambios de fase
- Usamos el término fase para describir un
estado específico de la materia, como sólido,
líquido o gas.
- El compuesto H2O existe en la fase sólida
como hielo, en la fase lí- quida como agua y
en la fase gaseosa como vapor de agua
- El compuesto H2O existe en la fase sólida
como hielo, en la fase lí- quida como agua y
en la fase gaseosa como vapor de agua
- Usamos el término fase para describir un
estado específico de la materia, como sólido,
líquido o gas.
- Cálculos de calor
- si fluye calor entre dos cuerpos aislados de
su entorno, el calor perdido por un cuerpo
debe ser igual al ganado por el otro
- si fluye calor entre dos cuerpos aislados de
su entorno, el calor perdido por un cuerpo
debe ser igual al ganado por el otro
- Cambios de fase
- Calorimetría significa “medición de calor”
- 7 Mecanismos de transferencia
de calor
- Los tres mecanismos de transferencia de calor
son conducción, convección y radiación.
- Conducción
- Convección
- transferencia de calor por
movimiento de una masa de
fluido de una región del espacio a
otra
- transferencia de calor por
movimiento de una masa de
fluido de una región del espacio a
otra
- Radiación
- La radiación es la
transferencia de calor
por ondas
electromagnéticas
como la luz visible, el
infrarrojo y la radiación
ultravioleta.
- La radiación es la
transferencia de calor
por ondas
electromagnéticas
como la luz visible, el
infrarrojo y la radiación
ultravioleta.
- Conducción
- Los tres mecanismos de transferencia de calor
son conducción, convección y radiación.
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