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C.B.Tis 243
NOMBRE DE LA ALUMNA:
Marbeli Velázquez Roblero
ESPECIALIDAD:
Ofimática
MATERIA:
Física II
TEMAS DE TRABAJO:
termología
temperatura
calor
escalas termométricas dilatación
cantidad de calor
CATEDRATICO: LIC. MAUGRO JOSEIM
FECHA DE ENTREGA: 25 DE NOVIENBRE 2015
Motozintla Chiapas
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Índice
Objetivo…………………………………………………………………3
Introducción…………………………………………………………...4
Desarrollo del tema:…………………………………………………...5
Termología Temperatura Calor
Escalas termométricas y dilatación Cantidad de calor
Conclusión……………………………………………………………...13
Bibliografía……………………………………………………………14
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Objetivos
Aprender a medir la temperatura
Saber entender los efectos de termología
Tener el conocimiento adecuado acerca de la cantidad de calor.
Tener en cuenta cada uno de los temas.
Introducción
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En el desarrollo de este trabajo de tipo teortico el cual recopilar información
posible acerca de:
Termología
Temperatura
Calor
Escalas termométricas y dilatación
Cantidad de calor
El trabajo cuenta con definición de cada uno de estos temas ya que son
muy importantes para la vida diaria de cada uno de nosotros ya que en
algún momento necesitaríamos de ella porque la física es la ciencia que
estudia la naturaleza en su sentido amplio o ya sea las fuerzas que se le
dan a la naturaleza como también estudia las propiedades del espacio ,el
tiempo, la materia, la energía y sus interacciones que más adelante
conoceremos algunas.
Termología
La termología (termo = calor, logia = estudio) es la parte de la física que estudia el calor y
sus efectos sobre la materia. Ella es el resultado de una acumulación de descubrimientos
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que el hombre ha hecho desde la antigüedad, atingiendo su clímax en el siglo XIX gracias
a científicos como Joule, Carnot, Kelvin y muchos otros.
En este articulo buscaremos introducir los conceptos de temperatura y calor, así como los
varios efectos que el calor impone a los cuerpos tales como el cambio de estado y la
dilatación.
Temperatura y Calor:
Temperatura: Las partículas constituyentes de los cuerpos están en continuo movimiento.
Entendemos como temperatura la grandeza que mide el estado de agitación de las
partículas de un cuerpo, caracterizando su estado térmico.
Calor: Es una forma de energía en tránsito de un cuerpo de mayor temperatura para otro
de menor temperatura.
Se estableció como unidad de cantidad de calor la caloría (cal).
Se dice caloría (cal) a la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un
gramo de agua de 14,5ºC a 15,5ºC, bajo presión normal.
En el Sistema Internacional de unidades, la unidad de calor es el Joule (J). La relación
entre caloría y Joule es: 1 cal = 4,186 J. Podemos utilizar también un múltiplo de caloría
llamado kilocaloría.
1Kcal = 1000 cal
Equilibrio térmico: Dos cuerpos, con temperaturas iniciales distintas, puestos en
contacto, después de cierto tiempo llegan a la misma temperatura. Ese estado final
llamase equilibrio térmico.
P.S.: Dos cuerpos que están en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio
térmico entre sí.
Termómetros y Escalas Termométricas:
Termómetro es un aparato que permite medir la temperatura de los cuerpos.
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Una escala termométrica corresponde a un conjunto de valores numéricos donde cada
uno de dichos valores se asocia a una temperatura.
Para graduar a las escalas se eligió, para puntos fijos, dos fenómenos que se reproducen
siempre en las mismas condiciones: la fusión del hielo y la ebullición del agua, ambos
bajo presión normal.
1er. Punto Fijo: corresponde a la temperatura de fusión del hielo, llamado punto del hielo.
Temperatura:
Los átomos y moléculas en una sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Esto significa que hay un rango de energía (energía de movimiento) en las moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades - algunas se mueven rápiLa temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en sus movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, apesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que el cazo.do y otras más lentamente. Nosotros experimentamos la temperatura todos los días. Cuando hace calor o cuando tenemos fiebre sentimos calor y cuando está nevando sentimos frío. Cuando estamos hirviendo agua, hacemos que la temperatura aumente y cuando estamos haciendo polos o paletas de helado esperamos que la temperatura baje.
Ejemplo:
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La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una
sustancia. Como lo que medimos en sus movimientos medio, la temperatura no depende
del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por
ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura de
una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones
y millones de moléculas de agua más que el cazo.
Calor:
El calor se define como la transferencia de energía térmica que se da entre
diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a
distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor
significa transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo
de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia
hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría
dejada en una habitación se entibia).
La energía calórica o térmica puede ser transferida por diferentes mecanismos de
transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría
de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe
resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en varias
formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la
energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de
temperatura.
Calor específico:
El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un gramo
de materia. El concepto de capacidad calorífica es análogo al anterior pero para
una masa de un molde sustancia (en este caso es necesario conocer la estructura
química de la misma).
El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se
proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:
donde:
es el calor aportado al sistema.
es la masa del sistema.
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es el calor específico del sistema.
y son las temperaturas inicial y final del sistema respectivamente.
es el diferencial de temperatura.
Las unidades más habituales de calor específico son J / (kg · K) y cal / (g · °C).
El calor específico de un material depende de su temperatura; no obstante, en
muchos procesos termodinámicos su variación es tan pequeña que puede
considerarse que el calor específico es constante. Asimismo, también se diferencia
del proceso que se lleve a cabo, distinguiéndose especialmente el "calor específico a
presión constante" (en un proceso isobárico) y "calor específico a volumen constante
(en un proceso isocórico).
De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor
específico del agua es aproximadamente:
Capacidad calorífica
La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor
dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el
suministro de calor. Se denota por , se acostumbra a medir en J/K, y se define como:
Dado que:
De igual forma se puede definir la capacidad calórica molar como:
Calor latente
Un cuerpo sólido puede estar en equilibrio térmico con un líquido o un gas a
cualquier temperatura, o que un líquido y un gas pueden estar en equilibrio térmico entre
sí, en una amplia gama de temperaturas, ya que se trata de sustancias diferentes. Pero lo
que es menos evidente es que dos fases o estados de agregación, distintas de una
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misma sustancia, puedan estar en equilibrio térmico entre sí en circunstancias
apropiadas.
Un sistema que consiste en formas sólida y líquida de determinada sustancia, a una
presión constante dada, puede estar en equilibrio térmico, pero únicamente a una
temperatura llamada punto de fusión simbolizado a veces como . A esta temperatura, se
necesita cierta cantidad de calor para poder fundir cierta cantidad del material sólido, pero
sin que haya un cambio significativo en su temperatura. A esta cantidad de energía se le
llama calor de fusión, calor latente de fusión o entalpía de fusión, y varía según las
diferentes sustancias. Se denota por .
El calor de fusión representa la energía necesaria para deshacer la fase sólida que está
estrechamente unida y convertirla en líquido. Para convertir líquido en sólido se necesita
la misma cantidad de energía, por ello el calor de fusión representa la energía necesaria
para cambiar del estado sólido a líquido, y también para pasar del estado líquido a sólido.
El calor de fusión se mide en cal / g.
De manera similar, un líquido y un vapor de una misma sustancia pueden estar en
equilibrio térmico a una temperatura llamada punto de ebullición simbolizado por . El
calor necesario para evaporar una sustancia en estado líquido ( o condensar una
sustancia en estado de vapor ) se llama calor de ebullición o calor latente de
ebullición o entalpía de ebullición, y se mide en las mismas unidades que el calor
latente de fusión. Se denota por .
Ejemplo:
CALDERAS: Las calderas de vapor son unas de las primeras aplicaciones de los
intercambiadores de calor. Con frecuencia se emplea el término generador de vapor para
referirse a las calderas en las que la fuente de calor es una corriente de un flujo caliente
en vez de los productos de la combustión a temperatura elevada.
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Escalas termométricas y dilatación:
La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas.
Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de
alguna propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se t iene el termómetro de
mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su
funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la
variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.
Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que
dice: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio
térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio
térmico entre sí".
Dilatación y termometría:
El hecho de que las dimensiones de los cuerpos, por lo general, aumenten regularmente
con la temperatura, ha dado lugar a la utilización de tales dimensiones como propiedades
termométricas y constituyen el fundamento de la mayor parte de los termómetros
ordinarios. Los termómetros de líquidos, como los de alcohol coloreado empleados en
meteorología o los de mercurio, de uso clínico, se basan en el fenómeno de la dilatación y
emplean como propiedad termométrica el volumen del líquido correspondiente.
La longitud de una varilla o de un hilo metálico puede utilizarse, asimismo, como
propiedad termométrica. Su ley de variación con la temperatura para rangos no muy
amplios (de 0º a 100 °C) es del tipo:
lt = l0 (1 + a·t)
donde lt representa el valor de la longitud a t grados Celsius, l0 el valor a cero grados y a
es un parámetro o constante característica de la sustancia que se denomina coeficiente
de dilatación lineal. La ecuación anterior permite establecer una correspondencia entre las
magnitudes longitud y temperatura, de tal modo que midiendo aquélla pueda determinarse
ésta.
Una aplicación termométrica del fenómeno de dilatación en sólidos lo constituye el
termómetro metálico. Está formado por una lámina bimetálica de materiales de diferentes
coeficientes de dilatación lineal que se consigue soldando dos láminas de metales tales
como latón y acero, de igual longitud a 0 °C. Cuando la temperatura aumenta o disminuye
respecto del valor inicial, su diferente da lugar a que una de las láminas se dilate más que
la otra, con lo que el conjunto se curva en un sentido o en otro según que la temperatura
medida sea mayor o menor que la inicial de referencia. Además, la desviación es tanto
mayor cuanto mayor es la diferencia de temperaturas respecto de 0 °C. Si se añade una
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aguja indicadora al sistema, de modo que pueda moverse sobre una escala graduada y
calibrada con el auxilio de otro termómetro de referencia, se tiene un termómetro metálico.
Objeto ¿Por qué?
Vías de un tren. Su dilatación se hace notable en verano
por el clima.
Las ruedas de los coches.
Si la temperatura aumenta, el aire que
contienen las ruedas gana presión y se dilata.
Las puertas de una casa. Dependiendo de la temperatura se dilatan un poco y se es notable al
querer abrir o cerrar esta misma.
Asfalto de la carreteras.
Cuando hace calor este aumenta su
tamaño, es por eso que el pavimento esta hecho por bloques separador por una partitura que permite que se
ensanche y no se quebré.
El mercurio contenido en un termómetro.
Se dilata con el calor y es por eso que nos indica la temperatura y al estar expuesto a un lugar no muy caliente se
contrae.
Cantidad de calor:
Cuando una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación, según el caso. El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se manifieste un incremento en la temperatura, ya que mientras dure la
fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.
Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entre calor y temperatura.
En tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su
temperatura.
La experiencia ha demostrado que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo
es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.
La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:
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Q = m·Ce·(Tf-Ti)
En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de
temperatura).
Nota: La temperatura inicial (Ti) se anota también como T0 o como t0.
Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0
Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0
Se define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un
gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua Ce vale 1 cal/gº C ó 4,186 J.
El calor específico puede deducirse de la ecuación anterior. Si se despeja Ce de ella
resulta:
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Conclusión
Al término de esta investigación he podido darme cuenta que el tema ha sido de mucha importancia para mí ya que en la vida diaria siempre lo practicamos y lo vivimos en el caso del calor es el que está en todo tiempo con las diferentes formas y adaptaciones ya que el calor es una forma de energía que se basa en transmitir la agitación de las moléculas, ya fuere por diversos medios (conducción, convección, radiación), con el objeto de cumplir con las leyes de la termodinámica, principalmente la de entropía como también la temperatura es uno de los temas muy importantes ya que La temperatura es la cantidad de calor que puede tener un cuerpo, y se puede medir según diferentes escalas. Las diferencias de escalas se deben solo a su campo de aplicación. Y es así como los demás temas son de mucha ayuda e importancia para cada uno de nosotros .Para finalizar, se podría acotar que, de esta manera, ver los frutos de todo el empeño puesto, logran que, a través de la investigación y análisis, se facilite la asimilación de conocimientos de manera más fácil que acompaña a cada persona durante toda su vida.
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Bibliografía
https://www.google.com.mx/webhp?sourceid=chrome-
instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=introducci%C3%B3n+de+fisica
https://www.google.com.mx/webhp?sourceid=chrome-
instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=que+es+la+temperatura
https://es.wikipedia.org/wiki/Calor
http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/Calor_Cantidad.html
http://conceptodefinicion.de/termologia/