ELEMENTOS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA EDUCACIÓN DE ADULTOS ELEMENTOS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA CIENCIAS NATURALES Programa de Estudio Educación Básica Profesora: CECILIA TOLEDO V. FONO: 7181208 C0RREO: ctoledo@usach.cl ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA El concepto de temperatura es de gran importancia en las ciencias tanto físicas como biológicas. El cuerpo humano puede detectar la temperatura de los objetos con los cuales se encuentra en contacto ctoledo@usach.cl

caliente frío ctoledo@usach.cl

Hoy a la 9:00 . Si quiere mover la silla metálica ¿ de donde la toma? ctoledo@usach.cl

Las propiedades de las sustancias se ven alteradas con la temperatura: CALOR Y TEMPERATURA una varilla de hierro los pavimentos Las propiedades de las sustancias se ven alteradas con la temperatura: una resistencia eléctrica cambia con la temperatura el color radiado por los objetos también cambia a altas temperaturas. ctoledo@usach.cl

Los sólidos se dilatan o contraen con el calor CALOR Y TEMPERATURA LO LO + ΔL ΔL Los sólidos se dilatan o contraen con el calor L =  LO T ,  es el coeficiente de dilatación lineal, que es una propiedad de cada material ctoledo@usach.cl

Líquidos expuestos al calor se dilatan o contraen antes Después de una exposición a una fuente de calor D L L=L + D L L ctoledo@usach.cl

Escala Celcius y Farenheit ctoledo@usach.cl

100 212 32 ºF-32=180 ºC=100 ºF ºC ctoledo@usach.cl

Escala absoluta de Kelvin -273 -100 100 373 310 273 37 cuerpo humano sano agua hirviendo a 1atm de presión fusión del hielo a ºC ºK -200 cero absoluto ebullición del hidrógeno 17 ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA El agua presenta una “anomalía” entre 0ºC y 4ºC , en ese rango, al aumentar de temperatura, en vez de aumentar de volumen éste disminuye. Esto hace precisamente que la mayor densidad del agua, que es de 1 gr/cm3, sea a la temperatura de 4ºC. ctoledo@usach.cl

ANOMALIA DEL AGUA V(cc) Vo 0 4 tª(°C) ctoledo@usach.cl

ρ (gr/cm3) TºC ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Este hecho hace que el hielo (agua en estado sólido), sea menos denso que el agua (la densidad del hielo es de 0,92 gr/cm3) lo que explica el hecho de que el hielo flote en el agua. ctoledo@usach.cl

LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA CALOR Y TEMPERATURA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA La temperatura de un sistema es una propiedad física que determina si un sistema se encuentra o no, en equilibrio térmico con otros sistemas y se dice que un sistema está en equilibrio térmico cuando las variables que lo describen son las mismas a través de todo el sistema. ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Podemos decir que “ si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces ambos están en equilibrio térmico entre sí “. Este postulado se le conoce como la ley cero de la termodinámica ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA DEL CALOR Y LA ENERGIA Cuando dos sistemas, dos objetos, que se encuentran a diferente temperatura se ponen en contacto térmico, al cabo de cierto tiempo ambos quedan con igual temperatura.. ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Este hecho se explicaba en el siglo XVIII con la teoría del calórico, el cual se decía que era un fluido invisible e imponderable llamado calórico que fluía desde el que tenía más calórico hasta el que tenía menos calórico hasta alcanzar la misma temperatura ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Le correspondió a Benjamín Thompson y a James Joule dar las primeras pruebas que: “el calor es la energía transferida entre dos sistemas y está relacionado con la diferencia de temperatura entre ellos.” ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Joule llegó a demostrar que la aparición o desaparición de una cantidad de calor siempre va acompañada de una aparición o desaparición de energía mecánica. ctoledo@usach.cl

El trabajo y el calor son las formas como la energía es intercambiada entre un sistema y el medio ambiente.. El calor se “pierde” a través de la piel, de los pulmones por evaporación, conducción, por radiación. ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Como el calor es una forma de energía, sus unidades pueden ser el Joule, el erg, el kilowatt-hora. También se usa la caloría(cal) , la Btu. ( Se designa con la letra Q) 1 caloría( cal): es la cantidad de calor que se necesita para aumentar la temperatura de 1gr de agua desde 14,5ºC hasta 15,5ºC. 1 kilocaloría = 1000 calorías Una caloría equivale a 4,18 Joule ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA DEFINICION DE ALGUNOS CONCEPTOS CAPACIDAD CALORICA ( C) Cuando un sistema absorbe calor, puede o no, haber un cambio de temperatura, lo cual depende del tipo de proceso que se esté realizando. ctoledo@usach.cl

Si durante la absorción de Q unidades de calor un sistema experimenta una variación de temperatura T, entonces definimos la capacidad calórica o calorífica del sistema como: C = Q/ T Q = C. T ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Q = m c T La capacidad calórica por unidad de masa recibe el nombre de CALOR ESPECIFICO (c) c = C/m , o bien c = Q/m . T De acuerdo con esta definición, se puede expresar la energía calórica entre una sustancia de masa m y su entorno como: Q = m c T ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA CAMBIOS DE ESTADO LAS SUSTANCIAS PUEDEN EXISTIR EN CUALQUIERA DE LOS TRES ESTADOS, ES DECIR, SÓLIDO LÍQUIDO O GASEOSO DE ACUERDO A CIERTAS CONDICIONES. UNA TRANSICIÓN DE UNA A OTRA ESTADO O FASE SE LLAMA CAMBIO DE FASE O ESTADO. ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA EN LOS CAMBIOS DE ESTADO O FASE DE LAS SUSTANCIAS SE PRODUCE UNA ABSORCIÓN O DESPRENDIMIENTO DE CALOR Y GENERALMENTE DE CAMBIO DE VOLUMEN, PERO NO SE PRODUCE CAMBIO DE TEMPERATURA. ESTOS CAMBIOS DE ESTADO RECIBEN NOMBRE ESPECIAL ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA SOLIDO A LÍQUIDO FUSION LÍQUIDO A SOLIDO SOLIDIFICAION LÍQUIDO A GAS VAPORIZACION GAS A LÍQUIDO CONDENSACION ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA Las sustancias puras a una determinada presión tienen su cambio de fase o estado y se realiza a una determinada temperatura. Dependiendo del proceso se conocen como punto normal de fusión, de solidificación de ebullición, de condensación. ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA . CALOR LATENTE O DE TRANSFORMACIÓN UN CAMBIO DE FASE DE UNA CIERTA SUSTANCIA SE PRODUCE SUMINISTRANDO O QUITANDO ENERGÍA (CALOR). . ctoledo@usach.cl

EL CALOR QUE SE NECESITA ES PROPORCIONAL A LA MASA DE LA SUSTANCIA EL CALOR REQUERIDO PARA EL CAMBIO DE FASE O ESTADO ES: Q = ML L SE CONOCE COMO CALOR LATENTE O DE TRANSFORMACIÓN ctoledo@usach.cl

CALOR Y TEMPERATURA El calor latente de fusión del hielo es de 80cal/gr, esto significa que 1 gr de hielo que se encuentra a la temperatura de fusión, es decir, 0ºC, necesita de 80 calorías para convertirse en 1 gr de agua a 0ºC. ctoledo@usach.cl

El calor latente de ebullición del agua es de 540 cal/gr, esto significa que 1 gr de agua que está a la temperatura de ebullición ( 100º C a 1 atmósfera) necesita de 540 calorías para pasar al estado de vapor de agua a 100ºC ctoledo@usach.cl