Ciencias Físicas 2

Temperatura, Calor y Expasión Capítulo 7 Temperatura, Calor y Expasión

La relación entre la escala Celsius y la escala Fahrenheit es lineal. EL TERMÓMETRO La relación entre la escala Celsius y la escala Fahrenheit es lineal.

Termómetro a gas a volumen constante El gas, generalmente helio, está contenido en un depósito y la presión que ejerce puede medirse mediante un manómetro de mercurio abierto. Cuando se eleva la temperatura del gas, éste se expande obligando el mercurio a bajar en el tubo A y a subir en el tubo B. Los tubos A y B están unidos por un tubo de goma. Elevando B, puede hacerse que el nivel de el mercurio en A vuelva a la marca de referencia E. De este modo, el gas se mantiene a volumen constante.

Relación entre presión y temperatura para un gas sometido a un volumen constante Prolongación de la línea recta corta al eje de las temperaturas en - 273,15 °C Gráficas de varios gases, a temperaturas muy bajas se desvían de la recta porque se comienzan a licuar.

Relación entre la escala Kelvin EL TERMÓMETRO Relación entre la escala Kelvin y la escala Celsius

Teoría cinética de los gases Un volumen de gas está formado por un gran número de moléculas. Según la teoría cinética de la materia, están en un continuo movimiento aleatorio. Al calentar el gas el movimiento de la molécula aumenta y por lo tanto también crece la temperatura y la presión del gas.

Teoría cinética de los gases Las moléculas es un gas no solo tienen energía cinética de traslación sino también de rotación, de vibración| y energía potencial.

aquí se apoya en pivotes para la expansión térmica. Un extremo del puente está fijo, mientras que el que se muestra aquí se apoya en pivotes para la expansión térmica.

EXPANSIÓN TÉRMICA Este hueco en el asfalto de un puente se llama junta de expansión ; permite que el puente se dilate y se contraiga. Esta foto fue tomada, ¿ en un día cálido o en uno frió?

EXPANSIÓN TÉRMICA El calor extremo de un día en Asbury Park, New Jersey, causó el torcimiento de estas vías de ferrocarril. (Wide World Photos)

EXPANSIÓN TÉRMICA Una tira bimetálica se hace con bandas de diferente metal pegadas. Cuando se calienta una banda así, se flexiona por la desigual expansión de los dos metales. Aquí, el latón se expande más que el hierro. La desviación del extremo de la tira podría utilizarse para medir temperatura.

Un termostato Cuando una espiral bimetálica se dilata, la gota de mercurio líquido rueda y se aleja de los contactos eléctricos e interrumpe el circuito eléctrico. Cuando la espiral se contrae, el mercurio rueda contra los contactos y cierra el circuito.

EXPANSIÓN TÉRMICA Sumerge una pelota de ping-pong aplastada en agua hirviendo y desaparece la abolladura. ¿por qué?

Modificada Expansión de un objeto sólido EXPANSIÓN TÉRMICA Modificada Expansión de un objeto sólido LINEAL DE ÁREA DE VOLUMEN

EXPANSIÓN DEL AGUA El agua tiene un comportamiento de expansión no lineal cerca de su punto de congelación. El agua tiene densidad máxima cerca de 4ºC. Por arriba de 4 ºC (en realidad, 3.98ºC), el agua se expande al aumentar la temperatura pero entre 4 ºC y 0 ºC, se expande al desminuir la temperatura.

EN CONSECUENCIA EL HIELO ES MENOS DENSO QUE EL AGUA EXPANSIÓN DEL AGUA Los cristales de hielo tienen una estructura hexagonal abierta, parecida a una jaula hexagonal, y esta abertura explica su expansión cuando se congela el líquido. EN CONSECUENCIA EL HIELO ES MENOS DENSO QUE EL AGUA

EXPANSIÓN DEL AGUA A medida que aumenta la temperatura del agua que inicialmente esta a 0 ºC, el colapso simultaneo de los cristales de hielo y el aumento del movimiento molecular produce el efecto total de que la densidad del agua es máxima a 4 ºC.

EXPANSIÓN DEL AGUA Al enfriarse el agua se hunde, hasta que todo el estanque está a 4 ºC. Después, a medida que se enfría el agua de la superficie, flota esa agua fría y se puede congelar. Una vez formado el hielo, las temperaturas menores que 4 Cº pueden extenderse hacia abajo, hacia el fondo del estanque.

FIN