Temperatura y expansión Capítulo 16 Física Sexta edición Paul E. Tippens Temperatura y energía térmica La medición de la temperatura El termómetro de gas La escala de temperatura absoluta Dilatación lineal Dilatación de área Dilatación de volumen La dilatación anómala del agua

Temperatura y energía térmica La energía térmica representa la energía interna total de un objeto: la suma de sus energías moleculares potencial y cinética. Cuando dos objetos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere energía de uno a otro. Se dice que dos objetos están en equilibrio térmico si y sólo si tienen la misma temperatura. El calor se define como la transferencia de energía térmica debida a una diferencia de temperatura.

La medición de la temperatura Un termómetro es un dispositivo que, mediante una escala graduada, indica su propia temperatura. El punto fijo inferior (punto de congelación) es la temperatura a la cual el agua y el hielo coexisten en equilibrio térmico bajo una presión de 1 atm. Los puntos fijos superior e inferior fueron necesarios para establecer la gradación de los termómetros. El punto fijo superior (punto de ebullición) es la temperatura a la cual el agua y el vapor coexisten en equilibrio bajo una presión de 1 atm.

El termómetro de gas El termómetro a volumen constante El termómetro a presión constante

La escala de temperatura absoluta Presión 100°C (punto de ebullición) 373 K 0°C (punto de congelación) 273 K Cero absoluto -273°C 0 K 0Temperature El cero absoluto en la escala Rankine es -460° F

Dilatación lineal L0 L DL t0 t Dt

Dilatación de área donde: DA = cambio en el área g = coficiente de dilatación de área A0 = área original Dt = cambio en la temperatura

Dilatación de volumen DV V V0 donde: DV= cambio en el volumen b = coeficiente de dilatación de volumen V0 = área original Dt = cambio en la temperatura

La dilatación anómala del agua La densidad del agua, y por lo tanto su volumen, se dilatan con cambios en la temperatura sobre y debajo de 4ºC.

Conceptos clave Energía térmica Escala Celsius Temperatura Equilibrio térmico Termómetro Punto de congelación Punto de ebullición Escala Celsius Escala Fahrenheit Cero absoluto Escala Kelvin Escala Rankine Coeficiente de dilatación lineal

Resumen de ecuaciones