Temperatura Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de Física Southern Polytechnic State University © 2007

Objetivos: deberá: Trabajar con escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit tanto para temperaturas específicas como para intervalos de temperatura.

Energía interna: las analogías de resorte son útiles: Energía térmica La energía térmica es la energía interna total de un objeto: la suma de sus energías cinética y potencial molecular. Energía térmica = U + K Energía interna: las analogías de resorte son útiles: U = ½kx2 K = ½mv2

Temperatura La temperatura se relaciona con la actividad cinética de las moléculas, mientras que la dilatación y los cambios de fase de las sustancias se relacionan más con la energía potencial. Aunque no es cierto en todos los casos, un buen principio es definir la temperatura como la energía cinética promedio por molécula.

Temperatura contra energía interna El volumen más grande tiene mayor energía térmica Misma temperatura inicial agua hielo Las jarras grande y pequeña tienen la misma temperatura, pero no tienen la misma energía térmica. Una mayor cantidad de agua caliente funde más hielo.

Equilibrio de temperatura El calor se define como la transferencia de energía térmica debido a una diferencia en temperatura. Equilibrio térmico Carbones calientes Contenedor aislado Dos objetos están en equilibrio térmico si y sólo si están a la misma temperatura. Agua fría Misma temperatura

Ley cero de la termodinámica Ley cero de la termodinámica: Si dos objetos A y B están en equilibrio por separado con un tercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico mutuo. A Objeto C A B Equilibrio térmico Misma temperatura B Objeto C

Escalas de temperatura 2120F 00C 320F El punto fijo inferior es el punto de congelación, la temperatura a la que el hielo y el agua coexisten a 1 atm de presión: 0 0C o 32 0F El punto fijo superior es el punto ebullición, la temperatura a la que vapor y agua coexisten a 1 atm de presión: 100 0C o 212 0F

Comparación de intervalos de temperatura 2120F 320F 180 F0 100 C0 = 180 F0 5 C0 = 9 F0 tC tF Si la temperatura cambia de 79 0F a 70 0F, significa una disminución de 5 C0.

Temperaturas específicas Mismas temperaturas tienen números diferentes: 0C 0F 2120F 320F 1000C 00C 180 F0 100 C0 tC tF

Convierta 160 0F a 0C de la fórmula: Ejemplo 1: Un plato de comida se enfría de 1600F a 650F. ¿Cuál fue la temperatura inicial en grados Celsius? ¿Cuál es el cambio en temperatura en grados Celsius? Convierta 160 0F a 0C de la fórmula: tC = 71.1 0C 9 F0 = 5 C0 Dt = 52.8 C0

Limitaciones de las escalas relativas El problema más serio con las escalas Celsius y Fahrenheit es la existencia de temperaturas negativas. ¿-25 0C? Claramente, ¡la energía cinética promedio por molécula NO es cero o en 0 0C o en 0 0F! T = kX = ¿0?

Termómetro a volumen constante La búsqueda para un cero verdadero de temperatura se puede hacer con un termómetro a volumen constante. Válvula Volumen constante de un gas. (Aire, por ejemplo) Presión absoluta Para volumen constante: T = kP La presión varía con la temperatura.

Cero absoluto de temperatura Grafique los puntos (P1, 00C) y (P2, 1000C); luego extrapole a cero. Cero absoluto = -2730C

Comparación de cuatro escalas 1 C0 = 1 K 1000C 00C -2730C Celsius C 273 K 373 K Kelvin 0 K K Fahrenheit 320F -4600F 2120F F Rankine 0 R 460 R 672 R R hielo vapor 5 C0 = 9 F0 Cero absoluto TK = tC + 2730