Gu A N 1

Segundo cuatrimestre de 2014
Departamento transversal de comunicación y
tecnologías de la información

Carrera: Ingeniería en Informática

Asignatura: Física II
Guía teórico-práctica Nº 1 – Temperatura. Teoría cinética
de los gases.
Elaboración:

Miguel Dall´Osso
Paulina Armagno
Tomás Jovic
Gustavo Montero

Temperatura
Tanto en un sofocante día de verano como en una helada noche invernal,nuestro
organismo necesita mantenerse a una temperatura casi constante. El organismo cuenta
con mecanismos eficaces para controlar la temperatura, aunque a veces necesita ayuda. En
un día caluroso, usamos menos ropa para mejorar la transferencia de energía del cuerpo al
aire. Tal vez tomemos bebidas frescas y nos sentemos cerca de un ventilador o en una
habitación con aire acondicionado. En un día“frío”, usamos ropa más gruesa o nos
quedamos en interiores donde hay más temperatura. Si salimos de casa, nos mantenemos
activos y bebemos líquidos calientes.
Es común usar indistintamente los términos temperatura y calor en el habla
cotidiana.En física, no obstante, los dos términos tienen significado muy distinto.

Temperatura y equilibrio térmico
El concepto de temperatura se origina en las ideascualitativas de “caliente” y“frío” basadas en nuestro sentido
del tacto. Un cuerpo que se siente “caliente” suele teneruna
temperatura más alta, que un cuerpo similar que se siente
“frío”. Esto es untanto vago y los sentidos pueden engañar.
Sin embargo, muchas propiedades de lamateria que podemos
medir dependen de la temperatura. La longitud de una barra
demetal, la presión de vapor en una caldera, lacapacidad de
un alambre para conducircorriente eléctrica y el color de un
objeto brillante muy caliente: todo esto dependede la
temperatura.La temperatura también se relaciona con la
energía cinética de las moléculas de un material. Noobstante,
es importante entender que la temperatura y el calor pueden
definirseindependientemente de cualquier imagen molecular
detallada. Para usar la temperaturacomo medida de calidez
o de frialdad, necesitamos construiruna escala de
temperatura. Para ello, podemos usar cualquier propiedad
medible de un sistema que varíe con su calidez o frialdad. La
figura (a) muestra un sistemacomún para medir la
temperatura. Cuando el sistema “se calienta”, el líquido
colorido(usualmente mercurio o etanol) se expande y sube
por el tubo, y el valor de Laumenta. Otrosistema sencillo es
una cantidad de gas en un recipiente de volumen constante figura (b). La presión p medida
por el manómetro aumenta o disminuye,al calentarse o enfriarse el gas. Todasestas
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propiedades nos dan un número (L, p) que varía con la calidez y la frialdad,así que pueden
usarse para hacer un termómetro.
Si queremos conocer, por ejemplo, la temperatura de una taza con café,
introducimoseltermómetro en él; al interactuar los dos, el termómetro “se calienta” y el
café “se enfría” un poco. Una vez que el termómetro se estabiliza, leemos la temperatura.
Elsistema está en una condición de equilibrio, en la cual la interacción entre el
termómetroy el café ya no causa un cambio en el sistema. Llamamos equilibrio térmicoa
dicho estado.Si dos sistemas están separados por un materialaislante, como madera,
espumade plástico o fibra de vidrio, se afectan mutuamente con más lentitud. Un aislante
ideal es un material que no permite la interacciónentre los dos sistemas; evita que
alcancen el equilibrio térmico si no estaban en élinicialmente. Los aislantes ideales son sólo
eso: una idealización; los aislantesrealesno son ideales, así que finalmente se llega al
equilibrio térmico.¿Pero a qué llamamos temperatura?
El concepto al que llamamos temperatura se origina al analizar la energía cinética
que posee un sistema de infinitas partículas y es una medición indirecta de su energía
cinética.
Hagamos el siguiente análisis:
 Si queremos obtener la energía cinética de una partícula de masa m y velocidad v,
solo debemos aplicar la expresión

 Si queremos calcular la energía...