propiedades termicas

PROPIEDADES TERMICAS
POR "PROPIEDAD O CARACTERÍSTICA TÉRMICA" SE ENTIENDE
LA RESPUESTA DE UN MATERIAL AL SER CALENTADO
A MEDIDA QUE UN SÓLIDO ABSORBE ENERGÍA EN FORMA DE
CALOR, SU TEMPERATURA Y SUS DIMENSIONES AUMENTAN.
LA ENERGÍA PUEDE TRANSPORTARSE DE LAS REGIONES
CALIENTES A LAS REGIONES MÁS FRÍAS DE LA MUESTRA SI
EXISTE UN GRADIENTE DE TEMPERATURA Y, FINALMENTE LA
MUESTRA PUEDEFUNDIRSE

-LA CAPACIDAD CALORÍFICA
CALOR
-LA DILATACIÓN TÉRMICA
-LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
-LA REFRACTARIEDAD (RESISTENCIA PIROSCÓPICA)
SON PROPIEDADES MUY IMPORTANTES EN LA
UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE LOS MATERIALES Y, EN
PARTICULAR, DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS.

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
CUANDO SE CALIENTA UN MATERIAL SÓLIDO, ÉSTE
EXPERIMENTA UN AUMENTO DE TEMPERATURA,INDICANDO CON
ELLO QUE ABSORBE ENERGÍA.
LA CAPACIDAD CALORÍFICA ES UNA PROPIEDAD QUE INDICA LA
CAPACIDAD DE UN MATERIAL DE ABSORBER CALOR DE SU
ENTORNO.
REPRESENTA LA CANTIDAD DE ENERGÍA NECESARIA PARA
AUMENTAR LA TEMPERATURA DEL MATERIAL EN UNA UNIDAD.

Normalmente, la capacidad calorífica se expresa por mol
de material C (J/mol.K), obteniéndose la capacidad
calorífica molar, que puede ser avolumen constante,CV o
a presión constante, CP.

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
LA MAGNITUD DE CP ES MÁS FÁCIL DE MEDIR Y SIEMPRE ES
MAYOR QUE CV. SIN EMBARGO, ESTA DIFERENCIA ES MUY
PEQUEÑA PARA LA MAYORÍA DE LOS MATERIALES SÓLIDOS A
TEMPERATURA AMBIENTE E INFERIORES.

9α 2VT
CP − CV =
K

PARA LOS GASES
IDEALES SE TIENE:

CP − CV = R (= 8.31 J / K .mol )

α =Coeficiente de dilatación térmica lineal
K = Módulo de elasticidad volumétrica = -∆P/(∆V/V), es decir el cociente
entre el cambio de presión y la disminución relativa de volumen
V = Volumen
T = Temperatura absoluta

Para los sólidos la diferencia entre Cp y Cv es muy
pequeña, ya que el valor de α es muy pequeño y el de K
grande. A temperatura ambiente la diferencia para los
sólidos es del 5 %.PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
A VECES SE UTILIZA EL CALOR ESPECÍFICO (A MENUDO
REPRESENTADO POR Ce). ESTE REPRESENTA LA CAPACIDAD
CALORÍFICA POR UNIDAD DE MASA (J/Kg.K) Y SE DEFINE COMO LA
CANTIDAD DE CALOR QUE HAY QUE COMUNICAR A LA UNIDAD DE
MASA CON EL FIN DE ELEVAR UN GRADO SU TEMPERATURA, ES
DECIR:

ΔQ
ce =
mΔT

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
EN EL AÑO 1819 LOSCIENTÍFICOS FRANCESES P. DULONG Y A.
PETIT ESTABLECIERON EXPERIMENTALMENTE UNA LEY DE
ACUERDO CON LA CUAL LA CAPACIDAD CALORÍFICA MOLAR
DE TODOS LOS SÓLIDOS, A TEMPERATURAS SUFICIENTEMENTE
ALTAS, ES UNA MAGNITUD CONSTANTE INDEPENDIENTE DE LA
TEMPERATURA E IGUAL, APROXIMADAMENTE A:

3R = 25 J/Mol.K
SIENDO:
R = CONSTANTE GASES PERFECTOS = NAKB = 8.314 J/MOL.K
ESTO SIGNIFICA QUE CUANDO UNSÓLIDO CUALQUIERA SE
CALIENTA UN KELVIN, CADA UNO DE SUS ÁTOMOS ABSORBE
UNA MISMA CANTIDAD DE ENERGÍA
NA = NÚMERO DE AVOGADRO =6.02 X 1023 ÁTOMOS (O
MOLÉCULAS)
KB = CONSTANTE DE BOLTZMANN = 1.38 X 10-23 J/ÁTOMOS.K, O
8.62 X 10-5 EV/ÁTOMOS.K

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
LA BUENA COINCIDENCIA DE LOS DATOS EXPERIMENTALES CON LOS
TEÓRICOS SÓLO SE MANIFIESTA CUANDO LASTEMPERATURAS SON LO
SUFICIENTEMENTE ALTAS. A BAJAS TEMPERATURAS, SE OBSERVAN
DESVIACIONES DE LA LEY DE DULONG Y PETIT Y LA DEPENDENCIA DE LA
CAPACIDAD CALORÍFICA DE LOS SÓLIDOS CON LA TEMPERATURA, TIENE
LA FORMA QUE SE MUESTRA EN LA FIGURA

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO

PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO

1.- Calor específico de unmaterial.
Sean dos materiales A y B, tales que el calor específico de A es mayor que
el de B, es decir

ceA > ceB

A una cantidad de masa igual para los dos, que esta a temperatura
ambiente, se les suministra la misma cantidad de calor durante el mismo
período de tiempo, ¿Cuál de ellos tendrá mayor temperatura al final del
calentamiento?.
2.- A una cantidad de masa igual de dos materiales A...