CLASE N°13: TERMODINÁMICA II Mecanismos de transferencia de calor Equilibrio térmico Calor sensible Calor latente

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Reconocer las formas de transmisión del calor. Establecer el equilibrio térmico de una mezcla. Reconocer las diferentes fases de la materia. Aplicar los conceptos de calor específico y calor latente a problemas.

TRANSMISIÓN DEL CALOR Conducción: Es el proceso de transferencia de energía entre dos cuerpos. Los de mayor temperatura transfieren energía a los de menor temperatura, hasta que sus temperaturas se equilibran. Esta forma de propagación del calor ocurre en las sustancias sólidas.

Convección: Corresponde a la transmisión del calor en los líquidos y gases por el movimiento de sus moléculas, en forma de corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes.

Radiación: El calor puede transmitirse a grandes distancias sin calentar en forma apreciable el espacio intermedio. Se produce mediante ondas calóricas semejantes a las de radio o electromagnéticas.

CALOR CALOR: Es una manifestación de la energía provocada por choques moleculares. De un cuerpo que gana energía por este mecanismo de choques moleculares se dice que absorbe calor; del que pierde energía decimos que desprende calor. Unidades para calor S.I.: (Joule), C.G.S.: (Ergios). Pero suele expresarse en Calorías, donde 1(cal) = 4.18 (joule).

MATERIALES Y CALOR CAPACIDAD CALÓRICA (C): Es la relación entre el calor absorbido o cedido (Q) por un material y la variación de temperatura (T) que éste experimenta. CALOR ESPECÍFICO (c): Es característico de cada material y corresponde a su capacidad calórica por unidad de masa (m).

EQUILIBRIO TÉRMICO Al poner en contacto dos cuerpos de distinta temperatura, se produce una transferencia de energía calórica, desde la de mayor temperatura (cede energía) hacia la de menor temperatura (absorbe energía). Finalmente, se produce el equilibrio térmico, cuando ambos cuerpos se encuentran a igual temperatura.

PRINCIPIO CALORIMÉTRICO DE LAS MEZCLAS Al poner en contacto dos cuerpos a diferente temperatura, se cumple que: Principio de Regnault: El calor cedido por los cuerpos de mayor temperatura es igual al absorbido por los de menor temperatura, hasta alcanzar el equilibrio térmico.

CALOR LATENTE (L) Se denomina calor latente (L) a la cantidad de calor (Q) por unidad de masa (m) que se debe ceder o extraer a una sustancia en su punto crítico, para que cambie totalmente de fase. Unidades para calor Latente S.I.: (Joule/kilogramo), pero suele expresarse en (caloría/gramo)

LEYES DEL CAMBIO DE FASE Durante el cambio de fase la temperatura del elemento permanece constante. A una determinada presión, la temperatura a la que se produce el cambio de fase (punto crítico), tiene un valor bien determinado para cada sustancia. El calor aplicado a un elemento en el punto crítico para cambiar su estado es el mismo que para revertirlo.

EJERCICIOS PSU La capacidad calórica de un cuerpo de 200 [g] de masa que aumenta su temperatura en 40 [°C] cuando le suministran 4.000 [cal] es: a) 2.000 [cal g/°C] b) 200 [cal/g] c) 100 [cal/°C] d) 83,68 [J/g] e) 0,5 [cal/g°C]

Si el calor específico del acero es 0,12 [cal/g°C], la cantidad de calor necesaria para que 400[g] de acero pasen de 20 [°C] a 100 [°C] es: A) 3.840 [cal] B) 5.350 [cal] C) 4.520 [cal] D) 4.800 [cal] E) 5.350 [cal]

Al combinar 200 [g] de agua a 20 [°C] con 300 [g] de alcohol (c = 0,66 [cal/g°C]) a 50 [°C], se obtiene una temperatura aproximada de la mezcla de a) 15 [°C] b) 35 [°C] c) 45 [°C] d) 60 [°C] e) 75 [°C]

a) 25 (g) b) 50 (g) c) 60 (g) d) 100 (g) e) 200 (g) Un trozo de azufre, de masa 200 (g), se encuentra a una temperatura de 119 (ºC). Si se le suministran 650 (cal), ¿qué masa de azufre se fundirá? (L=13 (cal/g)). El punto de fusión del azufre es 119 (ºC) a) 25 (g) b) 50 (g) c) 60 (g) d) 100 (g) e) 200 (g)

¿Qué cantidad de calor se debe suministrar a 100 g de hielo a 0º para que se transformen en agua a 20º C? (Lf = 80 cal/g) a) 2.000 cal b) 8.000 cal c) 10.000 cal d) 12.000 cal e) 20.000 cal