ENERGÍA TÉRMICA Y CALOR

TEMPERATURA

• La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño.

• La unidad de medida son los grados kelvin

ESCALAS TERMOMÉTRICAS

CELSIUS

• La escala Celsius, o centígrada, toma su nombre del astrónomo sueco Anders Celsius, el primero en proponer la utilización de una escala en la que se dividiera en 100 grados el intervalo entre los puntos de congelación y ebullición del agua. Por acuerdo internacional la denominación grado Celsius ha sustituido oficialmente a la de grado centígrado.

FAHRENHEIT

• La escala Fahrenheit para temperaturas relativamente bajas, continúa teniendo valores positivos. Tradicionalmente, se eligió como temperatura de referencia, el punto de fusión del hielo puro (32° F) y de ebullición del agua pura, a nivel del mar (212° F).

• Fórmula:

0°C = 5/9 °F – 32 y 0°F = 9/5 °C + 32

KELVIN

• La escala absoluta o Kelvin es llamada así por ser éste su creador. El límite teórico inferior de la misma no se puede alcanzar interpretándose los °K como el estado energético más bajo que pueden llegar a alcanzar las moléculas de la materia.

• Fórmula:

273.16 K = 0º C

EQUILIBRIO TÉRMICO

• Sabemos que si dos cuerpos M1 y M2 que están a

temperaturas diferentes entre sí se ponen en contacto, fluirá calor desde el cuerpo más caliente al cuerpo más frío. Después de un tiempo suficiente, ambos estarán en equilibrio térmico entre sí. Es decir estarán a la misma temperatura

CALOR• Transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o

entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.

• El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante.

• Su unidad es la caloría, que es la cantidad de calor que hay que comunicar a un gramo de agua para que su temperatura se eleve 1ºC.

• 1 caloría = 4,18 Julios

CALORIMETRÍA

• Es la ciencia que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor.

CALOR ESPECÍFICO

• Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y kelvin.

ALGUNOS CALORES ESPECÍFICOS

Sustancia Ce (J / Kg K)

Agua 4.180

Mercurio 138

Aluminio 896

Hierro 500

TRANSFERENCIA DE CALOR

• Proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.

CAPACIDAD CALORÍFICA

• Es la variación de la temperatura que experimenta un cuerpo.

• Se mide en J/grado.

DILATACIÓN

• Aumento de tamaño de los materiales, a menudo por efecto del aumento de temperatura.

• Los diferentes materiales aumentan más o menos de tamaño.

• Los sólidos, líquidos y gases se comportan de modo distinto.

CALOR LATENTE

• El calor latente es el calor que absorbe o da una cierta unidad de materia durante su cambio de estado físico o químico a temperatura constante.

TIPOS DE CALOR LATENTE

• El calor latente de fusión: Calor necesario para hacer pasar la unidad de masa de un cuerpo del estado sólido al estado líquido sin cambiar su temperatura.

• El calor latente de vaporización: Calor necesario para hacer pasar la unidad de masa de un cuerpo del estado líquido al estado gaseoso sin cambiar su temperatura.

ALGUNOS Ce

Cuerpos

Fusión Vaporización

Temperatura[ºC]

Calor Latente [Kcal./Kg.]

Temperatura[ºC]

Calor Latente [Kcal/Kg]

Alcohol -114 25 78 201

Plata 960 25 1950 520

Cobre 1083 50 2330 1110

Agua 0 79 100 531

Fundición 1100 34 100 531

Mercurio -39 2,8 357 72

Plomo 327 5,7 1730 220

Carbono 3540 5,7 4000 12000

PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA

PRIMERO• Cuando un sistema se pone en contacto con otro más

frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las temperaturas de ambos.

• La energía no puede crearse ni destruirse, la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema.

• En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad de energía para producir trabajo; es imposible que una máquina realice trabajo sin necesidad de energía.

SEGUNDO

• Afirma que la entropía, o sea, el desorden, de un sistema aislado nunca puede decrecer.

• Cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, ya no puede experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio.

• Si no se realiza trabajo, es imposible transferir calor desde una región de temperatura más baja a una región de temperatura más alta.