TEMPERATURA, CALOR Y TRABAJO

TEMPERATURA CALOR Y TRABAJO

LA TERMODINÁMICA

TERMO: calor

DINAMICO: fuerza

se ocupa de las propiedades macroscópicas de la materia, especialmente las que son afectadas por el calor y la temperatura, así como de la transformación de unas formas de energía en otras.

Es importante saber que la termodinámica estudia los sistemas que se encuentran en equilibrio; . Esto significa que las propiedades del sistema como la presión, la temperatura, el volumen y la masa, que se conocen como variables termodinámicas son constantes.

TEMPERATURA

la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente.

LA TERMORREGULACIÓN

es la capacidad que tiene un organismo biológico para modificar su temperatura dentro de ciertos límites, incluso cuando la temperatura es muy diferente. El término se utiliza para describir los procesos que mantienen el equilibrio entre ganancia y pérdida de calor.

LA TEMPERATURA Y LOS SERES VIVOS

Los humanos como algunos animales mantenemos una temperatura corporal constante y otros animales como peces anfibios y reptiles asumen la temperatura del medio que los rodea.

CLASIFICACIÓN DE LOS ANIMALES SEGÚN SU TEMPERATURA

Endotermos: Animales que mantienen constante la temperatura corporal independiente del ambiente externo.

Heterotermos: Anímales que producen diferentes grados de calor pero no pueden regular su temperatura corporal por si mismo

Ectotermos: Son animales que igualan su temperatura corporal a temperatura ambiente

LA PRESIÓN DE LOS GASES

Los gases ejercen presión sobre cualquier superficie con la que entren en contacto, ya que las moléculas gaseosas se hallan en constante movimiento. Al estar en movimiento continuo, las moléculas de un gas golpean frecuentemente las paredes internas del recipiente que los contiene. Esta fuerza, dividida por la superficie total sobre la que actúa, es la presión del gas.

GAS IDEAL

Un gas ideal es un conjunto de átomos o moléculas que se mueven libremente sin interacciones. La presión ejercida por el gas se debe a los choques de las moléculas con las paredes del recipiente. Cuando esta en equilibrio es como si las moléculas fuesen libres y no interactúan entre ellas. Las propiedades físicas de un gas ideal son iguales para cualquier sustancia: oxigeno, nitrógeno, vapor de agua, etc.

LA LEY DE CHARLES

Esta ley dice que si se mantiene el volumen constante, la presión de un gas aumenta en la misma proporción en la que aumenta su temperatura absoluta:

ejercicio

Una muestra de gas tiene un volumen de 80 ml a 50ºC. ¿Qué volumen ocupará la muestra a 0ºC, si la presión se mantiene constante asi como la masa de gas.

V1 / T1= V2 / T2

V2 = ((T2 V1)/T1)

V2 = ((0 ºC 80 ml)/50 ºC)

V2 = ((273.15 K 80 ml)/323.15 K) = 67.622 ml

LA LEY DE GAY-LUSSAC:

Según esta ley, si se mantiene la presión constante, el volumen del gas aumentará en la misma proporción en que aumente su temperatura absoluta (T ):

1.- Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de 440 mm de Hg, se calienta hasta que su presión sea de 760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante, ¿Cuál es la temperatura final del gas en °C?

$\displaystyle {{P}_{1}}=$ 440 mm de Hg.

$\displaystyle {{T}_{1}}=$ 35°C + 273 = 308 °K

$\displaystyle {{P}_{2}}=$ 760 mm de Hg.

$\displaystyle {{T}_{2}}=$ ?

$\displaystyle \frac{{{P}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{P}_{2}}}{{{T}_{2}}}$

$\displaystyle {{T}_{2}}=\frac{{{P}_{2}}{{T}_{1}}}{{{P}_{1}}}$

$\displaystyle {{T}_{2}}=\frac{(760mmdeHg)(308{}^\circ K)}{440mmdeHg}=532{}^\circ K$

$\displaystyle {{T}_{2}}=532{}^\circ K-273=259{}^\circ C$

LEY DE BOYLE:

se mantiene la temperatura constante, cuando se aumenta la presión de un gas ideal

ejercicio

1.- Una muestra de oxígeno ocupa 4.2 litros a 760 mm de Hg. ¿Cuál será el volumen del oxígeno a 415 mm de Hg, si la temperatura permanece constante?

$\displaystyle {{V}_{1}}=$ 4.2 litros

$\displaystyle {{P}_{1}}=$ 760 mm de Hg.

$\displaystyle {{P}_{2}}=$ 415 mm de Hg.

$\displaystyle {{V}_{2}}=$ ?

$\displaystyle {{P}_{1}}{{V}_{1}}={{P}_{2}}{{V}_{2}}$

$\displaystyle {{V}_{2}}=\frac{{{P}_{1}}{{V}_{1}}}{{{P}_{2}}}$

$\displaystyle {{V}_{2}}=\frac{(760mmHg)(4.2l)}{415mmHg}=\frac{3192}{415}l=7.69l$

INTERCAMBIO DE CALOR

Es un componente que permite la transferencia de calor de un fluido(liquido o gas)

Es diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separa dos por una barrera o que se encuentren en contacto.

ESCALAS DE MEDICIÓN DE LA

TEMPERATURA

CELCIUS (°C) O CENTIGRADA

EN ESTA ESCALA EL AGUA SE CONGELA O °C E HIERVE A 100°C.

LOS GRADOS CELSIUS O CENTIGRADOS, SE UTILIZAN DE ACUERDO AL PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA (QUE SE ENCUENTRA A LOS 100°C) Y EL PUNTO EN EL QUE SE CONGELA (0°C), SE LES DENOMINA CENTIGRADOS, YA QUE LA ESCALA SE DIVIDE EN 100 GRADOS A PARTIR DE ESTOS DOS PUNTOS.

FAHARENHEIT (°F)

ES UNA ESCALA DE TEMPERATURA PROPUESTA POR DANIEL GABRIEL FAHRENHEIT EN 174. LA ESCALA ESTABLECE COMO LAS TEMPERATURAS DE CONGELACIÓN Y EBULLICIÓN DEL AGUA, 32 °F Y 212 °F, RESPECTIVAMENTE SURGIO PARA INTENRAR EVITAR LAS TEMPERATURAS NEGATIVAS

KELVIN (°K)

•NO TIENE TEMPERATURAS NEGATIVAS.

•LA TEMPERATURA MAS BAJA ES 0 K, QUE EQUIVALE A – 273,15 °C

RANKINE

Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo. En esta escala cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R.

ESCALAS DE MEDICION DE LA TEMPERATURA

CRUCIGRAMA

TEMPERATURA, CALOR Y TRABAJO

a continuación vamos ha llenar este crucigrama de acuerdo a lo anterior explicado

Horizontales

1.Durante el cambio, la temperatura es constante.
4.Sustancias que se utilizan para producir calor a partir de la energía química que contienen.
6.En los sólidos, el calor se propaga por...
7.El calor se propaga en los líquidos y gases por...
8.A través del vacío se propaga el calor.
9.Relativo al movimiento.
10.

12.Cuerpos que tienen poca o ninguna cohesión y adquieren la forma del recipiente que los contiene.
13.Es la energía en movimiento.

Verticales
2.La temperatura aumenta en los cuerpos según su...
3.La temperatura produce...
5.Indica el movimiento de las partículas.

11.

14.

TALLER

CON BASE A LO ANTERIOR APLICA TUS CONOCIMIENTOS

temperatura, calor y trabajo

A- Responde:

1. ¿A qué llamamos equilibrio térmico? Da ejemplos

2. ¿Qué cambios pueden ocurrir cuando un cuerpo aumenta su temperatura? Da ejemplos

3. ¿Con qué instrumento se mide la temperatura? Indica sus características

4. ¿Por qué no se usa agua como líquido para los termómetros?

B- Problemas

1. Estás en un avión llegando a Nueva York y te anuncian que la temperatura en la ciudad es de 30ºF. ¿Tendrás que usar abrigo al descender?

2. Convertir: (a) 70ºF a centígrados, (b) 120 ºC a Kelvin, (c) 55 ºF a Kelvin

3. En un termómetro Fahrenheit se observa una marca de 125 ºF y en un Celsius una marca de 45 ºC. ¿Cuál de los dos indica mayor estado térmico?

C- Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. En caso de ser falsas justificar la respuesta

1. La sensación térmica es la manifestación observable del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo

2. La temperatura es la manifestación observable del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo

3. El calor es la manifestación observable del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo

4. La sensación térmica nos da la información exacta de la temperatura de un cuerpo

5. La temperatura corporal es más o menos constante, independientemente de la temperatura ambiente

D- Responde

1. ¿Qué es calor? ¿En qué unidad se mide?

2. ¿Cómo regula el cuerpo humano o animal su temperatura?

3. ¿Qué es el calor específico? ¿Es constante para todas las sustancias?

4. ¿De qué depende el incremento de la temperatura de un cuerpo al entregarle cierta cantidad de calor?

5. En el caso de mezcla de sustancias de que depende la temperatura final de la mezcla

6. ¿Cómo se transfiere el calor? Da ejemplos de cada tipo

7. ¿Cuándo un material es conductor y cuando aislante? Da ejemplos

8. ¿Cuál es la relación entre calor y trabajo?

E- Tacha calor o temperatura según corresponda:

1) Temperatura/calor es una forma de intercambio de energía o energía en transito

2) cuando dos cuerpos de distinta temperatura se ponen en contacto se produce una transferencia de temperatura/ calor del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura

3)al entregarle o quitarle calor a un cuerpo siempre se logra que cambie su temperatura/calor, a veces el cuerpo cambia de estado sin variar su temperatura/ calor

4) Cuando dos cuerpos distintos absorben una misma cantidad de temperatura/calor no aumentan su temperatura/calor es la misma cantidad. Dependerá de sus calores específicos

5) Las sustancias con grandes calores específicos necesitan tomar o ceder gran cantidad de temperatura/calor para aumentar o disminuir su temperatura/calor

6) El calor y el trabajo son dos formas de trasferencia de energía. Es posible obtener el mismo resultado entregándole temperatura/calor a un cuerpo o realizando trabajo sobre él.

F- Responde

1) ¿Qué es dilatación?

2) ¿Qué tipos de dilatación conoces?

3) ¿El coeficiente de dilatación lineal es constante para todos los materiales? Justifica tu respuesta

4) Menciona algunas aplicaciones donde se pone de manifiesto el fenómeno de dilatación

G- Explica

a) ¿Por qué al echar agua hirviendo en una botella u otro recipiente de vidrio no irrompible, se rompe?

b) ¿Por qué al encender el horno de la cocina se escuchan algunos sonidos metálicos que se repiten cuando se apaga la llama y comienza a enfriarse?

c) ¿Cuál es la causa por el cual el agua no se usa como sustancia termométrica?

H- Resuelve

a) La longitud de una barra de hierro a 35ºC es de 1,80 m., si se calienta hasta 380 ºK. Calcular la longitud final de la barra y el aumento de longitud experimentado

b)¿Cuál será el volumen de una esfera de plomo de 5 cm3. si se la calienta de 80 ºF a 70 ºC?

c) ¿Cuál será el coeficiente de dilatación de un metal de 140 m de largo al ser calentado de 0ºC a 623 ºK, si la longitud es de 140,8673?

BIBLIOGRAFIAS:

https://www.google.com/imghp

http://mind42.com/mindmap/812d8404-4894-4023-8658-ab279ed772bf?rel=pmb

http://morato1a.blogspot.com.co/2010/06/normal-0-21-microsoftinternetexplorer4.html

http://et100cia.blogspot.com.co/p/sa_31.html

domingo, 25 de octubre de 2015

TEMPERATURA, CALOR Y TRABAJO