La termodinamica

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DESARROLLO TEÓRICO
1.1 ¿Qué es la temperatura y el calor?
El calor en física se refiere a la 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 dela primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible compararlas temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas.
Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su temperatura, con lo que proporciona una mayor sensación de calor, sino que se producen alteraciones en varias propiedades físicas que pueden medirse con precisión. Al variar latemperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, suresistencia eléctrica cambia, y (en el caso de un gas) su presión varía. La variación de alguna de estas propiedades suele servir como base para unaescala numérica precisa de temperaturas.
A manera de conclusión: la temperatura es una propiedad física de la materia que mide el grado de calor que un cuerpo posee.1.2 Escalas para medir latemperatura
Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en los países anglosajones, fue diseñada por el físico alemán Gabriel Daniel Fahrenheit. Según esta escala, a la presión atmosférica normal, el punto de solidificación del agua (y de fusión del hielo) es de 32 ° F, y su punto de ebullición es de 212 ° F. La escala centígrada o Celsius, ideada por el astrónomo sueco Anders Celsiusy utilizada en casi todo el mundo, asigna un valor de 0 ° C al punto de congelación del agua y de 100 ° C a su punto de fusión. En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin, inventada por el matemático y físico británico William Thomson, Lord Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en – 273,15 ° C, corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale auna diferencia de un grado en la escala centígrada.
La existencia de diferentes escalas termométricas hace necesario conocer las relaciones entre ellas:
 (1)
Donde:
º C: grados centígrados
º F: grados Fahrenheit
º R: grados Rankine
Para transformar grados centígrados a grados Fahrenheit se usa la siguiente expresión:
 (2)
Para transformar grados Fahrenheit a grados centígrados se usa lasiguiente expresión:
 (3)
Para transformar grados centígrados a grados Kelvin se usa la siguiente expresión:
 (4)
Para transformar grados Fahrenheit a grados Rankine se usa la siguiente expresión:
 (5)
Para realizar conversiones que involucren incrementos de temperatura, se emplea:
1,8 º F = 1 º C (6)
1,8 R = 1 K (7)
1 º F = 1 R (8)
1 º C = 1 K (9)
1.4 Dilatación térmica.
Cuando unavarilla metálica es sometida a calentamiento sufre una dilatación lineal, la cual puede cuantificarse a través de la siguiente expresión:
 (10)
Donde.
Lo: longitud inicial de la varilla, m
Lf: longitud final de la varilla, m
Tf: temperatura final de la varilla, º C
To: temperatura inicial de la varilla, º C
: coeficiente de expansión térmica lineal del material, º C -1
El coeficiente deexpansión térmica lineal se expresa en 1/ºC ó 1/ºF dependiendo de las unidades usadas para expresar la temperatura. Cuando losmetales se someten a enfriamiento progresivo sufren una contracción, por lo que la longitud final será inferior a la longitud inicial. La Tabla 1 resume el coeficiente de expansión térmica lineal de algunos materiales.
Tabla 1. Coeficientes de expansión de algunos materiales...
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