Intercambio De Calor Por Conduccion Y Conveccion

Interpretación microscópica de la temperatura

Para el conocimiento de la temperatura y otras propiedades visibles de la materia (viscosidad, conducción eléctrica, etcétera) se recurre confrecuencia a la observación de las características microscópicas de los átomos y las moléculas que integran los cuerpos. En este estudio comparado se basa la estrecha relación surgida entre la termodinámica yla mecánica estadística.
Gases ideales
Al analizar el comportamiento de un gas diluido desde el punto de vista termodinámico, se observa que:
* A presión constante, el volumen del gas esdirectamente proporcional a la temperatura expresada en grados absolutos.
* Cuando lo que se mantiene constante es el volumen, la presión es entonces proporcional a la temperatura absoluta.
Estos dosfenómenos son manifestaciones de una ley más general que descubrieron independientemente Robert Boyle (1627-1691) y Edmé Mariotte (1620-1684), según la cual el producto de la presión P por el volumen Vde un gas ideal es directamente proporcional a su temperatura T. Es decir:

siendo A una constante de proporcionalidad.

Gráfica presión-volumen de un gas ideal. La representación es unahipérbola cuyo trazado depende del valor de la temperatura.
Ecuación de los gases perfectos
El factor A de la ley de Boyle-Mariotte es proporcional al número de moléculas que contiene el sistema, con lo quedicha ley se convierte en:

siendo N el número de moléculas del cuerpo y k la llamada constante de Boltzmann.
La ecuación anterior puede también escribirse del modo siguiente:

Esta expresión seconoce por ecuación de estado de los gases perfectos, donde n es el número de moles del gas y R la llamada constante universal de los gases perfectos, cuyo valor es:

Temperatura y energía cinéticaLa energía cinética de un gas ideal está relacionada con la temperatura a que se encuentran sometidas sus partículas. Por otro lado, cada molécula del gas ejerce sobre las paredes del recipiente...