FISICA II PROFRA.: ETCHECHURY ALVAREZ MARÍA VIRGINIA

Presentación del tema: "FISICA II PROFRA.: ETCHECHURY ALVAREZ MARÍA VIRGINIA"— Transcripción de la presentación:

1 FISICA II PROFRA.: ETCHECHURY ALVAREZ MARÍA VIRGINIA
CALOR Y TEMPERATURA FISICA II PROFRA.: ETCHECHURY ALVAREZ MARÍA VIRGINIA CECyT 12 –I.P.N.

2 TERMOLOGÍA La Termología es la parte de la física que estudia los fenómenos del calor y temperatura en los cuerpos. A fines del siglo XVIII, Benjamin Thompsom descubrió que al barrenar un cañón la fricción produce calor.

3 EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR
Más tarde James Joule descubrió que cuando se proporciona energía por fricción para producir trabajo mecánico, éste puede ser transformado a una cantidad equivalente de calor. Tales antecedentes dieron lugar a la TEORÍA CINÉTICA, la cual atribuye el calor a la ENERGÍA Interna de los cuerpos la cual depende de la ENERGÍA CINÉTICA y POTENCIAL de los mismos.

4 DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
EL CALOR sólo se transmite de los cuerpos calientes a los fríos. El calor es una forma de energía que tiene su origen en el movimiento de las moléculas de los cuerpos y que se desarrolla por el roce o choque entre las mismas EL CALOR de una sustancia es la suma de la ENERGÍA CINÉTICA de todas sus moléculas. temperatura de una sustancia es la medida de la ENERGÍA CINÉTICA promedio de sus moléculas. " La temperatura es la medida de la energía cinética media de las moléculas de un cuerpo."

5 DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
Donde hay mayor masa habrá más calor, aunque exista la misma temperatura

6 MEDIDA DE LA TEMPERATURA.
Para medir la temperatura se utiliza el termómetro, que puede ser: - de mercurio, registra de 357°C a -39°C. -de tolueno, registra temp. menores de -130°C - de alcohol registra hasta -130°C - de termostato, registra temp. mayores de 357°C

7 ESCALAS TERMOMÉTRICAS.
FAHRENHEIT.-(Gabriel Fahrenheit, alemán) se basa en el punto de fusión del agua (32°F) y la temp. de ebullición del agua (212°F), entre las cuales existen 96 divisiones. CELSIUS.- (Andrés Celsius, sueco) se basa en el punto de fusión del agua (0°C) y de ebullición del agua, entre ambas temperaturas existen 100 divisiones iguales = 1 grado centígrado KELVIN.- (William Kelvin, inglés), se basa en la menor temperatura posible: el 0 cero absoluto igual a -273°C, y la mayor temperatura es la de ebullición del agua (373°C). 1 grado Kelvin es igual a un grado Celsius.

8 ESCALAS TERMOMÉTRICAS.
CONVERSIÓN DE TEMPERATURAS DE UNA ESCALA A OTRA. 1) para convertir de grados Celsius a grados Kelvin: °K = °C +273 2) para convertir de grados Kelvin a grados Celsius: °C = °K  273 3) para convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit: °F = 1.8°C + 32 4) para convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius:

9 DILATACIÓN Los cambios de temperatura afectan las dimensiones de los cuerpos, al calentarse se dilatan y al enfriarse se contraen (sólidos, líquidos, sólidos). La dilatación puede ser lineal, superficial o volumétrica.

10 DILATACIÓN LINEAL Y COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL
Una barra de cualquier metal, aumenta en sus tres dimensiones: largo ancho y profundidad; por lo cual su dilatación es cúbica. Sin embargo en los alambres, varillas o barras la dilatación de interés es la longitudinal es decir su dilatación es lineal

11 COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL
Es el incremento de longitud que presenta una varilla de determinada sustancia, con una longitud inicial de un metro, cuando su temperatura se eleva 1 °C. Para calcular el coeficiente de dilatación lineal, se emplea la siguiente ecuación: donde:  = coeficiente de dilatación lineal en 1/°C ó en °C -1 Lf = longitud final en m Lo = longitud inicial en m T f = temperatura final en °C

12 LONGITUD FINAL De la ecuación anterior y conociendo , podemos saber la longitud final: El coeficiente de dilatación para los sólidos es α y para los fluídos es β y β =3 α . Existen tablas de coeficiente de dilatación lineal y volumétrica para las distintas sustancias.

13 COEFICIENTES DE DILATACIÓN LINEAL, CÚBICA Y PARA GASES

14 COEFICIENTE DE DILATACIÓN CÚBICA.
Es el incremento de volumen que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de volumen igual a la unidad; al elevar su temperatura 1°C. La dilatación cúbica se emplea para los líquidos. Se expresa: Al conocer el coeficiente de dilatación cubica de una sustancia se puede calcular el volumen que tendrá al variar su temperatura: Donde: V f = volumen final en m3 To = temperatura inicial en °C Vo = volumen inicial en m3 T f = temperatura final en °C  = coeficiente cúbica, en 1/°C ó °C -1

15 DILATACIÓN DE LOS GASES
El coeficiente de dilatación cúbica es igual para todos los gases. Por cada grado Celsius en que varíe su temperatura, variará su volumen en 1/273 del volumen que ocupaba a 0°C; así:  = 1/ 273 para cualquier gas.

16 FORMAS DE PROPAGACIÓN DEL CALOR
El calor o energía térmica siempre se propaga de los cuerpos calientes a los fríos de tres maneras: a) por conducción. b) por convección. c) por radiación CONDUCCION: Es la forma de propagación a través de los cuerpos sólidos. El calor es conducido desde la parte más cercana a la fuente de calor hacia otra a través de conductores. Los buenos conductores (metales) transmiten el calor, los malos lo aíslan . CONVECCION: Se realiza a través de los líquidos o gases. Las masas más calientes, con menor peso específico que se encuentran cerca de la fuente de calor, son desplazadas hacia arriba por las más frías, generándose una corriente que va calentando todo el fluido. RADIACIÓN: Se propaga a través de ciertos gases y del espacio vacío. El calor se transfiere a los cuerpos más cercanos, los cuales lo absorben, son atravesados o lo reflejan.

17 FORMAS DE TRANSMICIÓN DEL CALOR
Transmisión de calor: (a) por conducción; (b) por convección libre; (c) por convección inducida y d) por radiación

18 LA MEDIDA DEL CALOR la cantidad de calor se expresa :
Q = c · m · (Tf - Ti) Donde: Q es el calor transferido, ce es el calor específico de la sustancia en cuestión m es la masa de la sustancia, Tf es la temperatura final alcanzada por el cuerpo Ti la temperatura inicial de este.

19 UNIDADES DE CALOR El calor, energía térmica o energía calorífica se mide con las unidades utilizadas para medir TRABAJO MECÁNICO: a) S.I.U.: Joule= Newton  metro = Nm = J b) C.G.S.: erg=dinacentímetro = dinacm=erg Recordemos que: 1J =1x ergs 1 joule = 0.24 cal 1 caloría = 4.2 J CALORÍA.-Es la cantidad de calor aplicado a un gramo de agua para elevar su temperatura 1°C. KILOCALORÍA.-Es un múltiplo de la caloría y equivale a: 1 kcal = 103 cal.

20 CAPACIDAD CALORÍFICA .-Es la relación existente entre la cantidad de calor Q que recibe y su correspondiente elevación de temperatura T. Se expresa: SUS UNIDADES PUEDEN SER: cal/°C, kcal/°C, J/°C, J/°K, erg/°C

21 CALOR ESPECÍFICO El calor específico Ce de una sustancia es igual a la capacidad calorífica C de dicha sustancia entre su masa m :

22 CALORES ESPECÍFICOS DE ALGUNAS SUSTANCIAS

23 CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTE DE FUSIÓN
CALOR SENSIBLE; es aquel que al suministrarse a una sustancia eleva su temperatura. CALOR LATENTE DE FUSIÓN; Es la cantidad de calor que requiere una sustancia para cambiar 1 gramo de sólido a 1 gramo de líquido sin variar su temperatura y es una propiedad característica de cada sustancia. Se expresa:

24 CALOR CEDIDO Y ABSORBIDO POR LOS CUERPOS
Como sabemos el calor se transmite de un cuerpo caliente a un cuerpo frío, en este intercambio la cantidad de calor permanece constante. La ley de intercambio de calor dice: “en cualquier intercambio de calor efectuado el calor cedido es igual al absorbido”, es decir: “calor cedido= calor ganado”. En otras palabras: 

25 EL CALORÍMETRO

26 EJEMPLO 600 g de hierro se encuentran en un calorímetro a una temperatura inicial de 20°C. ¿Cuál será su temperatura final si le suministran calorías? RAZONAMIENTO:CALOR CEDIDO PÓR LA FUENTE = CALOR GANADO POR EL HIERRO . DATOS FORMULA SUSTITUCIÓN RESULTADO mf = 600 g Q 2 = Q1 =m1 CeFe(T2 - T1); T2=138°C DESPEJE T1 = 20°C ; Tf =8000 cal  20°C Tf = ? g x cal /g°C Q2 = cal T2 =( )°C T2 =137.99138°C

27 FIN GRACIAS POR TU ATENCIÓN B-2007-2008