Solucionario

Temperatura y Escalas de Temperatura
LA TEMPERATURA se puede medir con una escala Celsius. en la cual el punto de congelación del agua es a O oC y el de ebullición (bajo condiciones normales) es a 100 oC. La escala Kelvin (o absoluta) está desplazada 273.15 grados respecto de la escala Celsius, así que el punto de congelación del agua es a 273.15 K Y el punto de ebullición a 373.15 K. El ceroabsoluto, 0 K (-273. 15 oC). Relación entre escalas de temperatura

El calor específico es una propiedad característica de una sustancia y varía ligeramente con la temperatura. Para el agua, c = 4180 J / kg · oC = 1.00 cal/ g. oC.

c. cuya fase (estado) no está cambiando, se debe a un cambio de
temperatura ∆T,

EL CALOR GANADO (O PERDIDO) por un cuerpo de masa m y calor específico

TF
o=

9 TC + 32 5

C = oK + 273

Dilatación Térmica
DILATACIÓN LINEAL DE UN SÓLIDO: Cuando un sólido sufre un cambio de temperatura ∆T, su incremento en longitud ∆L es casi proporcional al producto de la longitud inicial Lo por el cambio de temperatura ∆T. Esto es

EL CALOR DE FUSiÓN (Lf) de un sólido cristalino es la cantidad de calor requerido para fundir una unidad de masa de éste atemperatura constante. Esto también equivale a la cantidad de calor emitido por la unidad de masa del sólido fundido cuando se cristaliza a la misma temperatura. El calor de fusión del agua a 0 oC es aproximadamente 335 kJ/ kg u 80 cal/g. EL CALOR DE VAPORIZACIÓN (Lv) de un líquido es la cantidad de calor requerido para vaporizar una unidad de masa de éste a una temperatura constante. Para el agua a100 °C, Lv corresponde aproximadamente a 2.26 MJ/ kg o 540 cal/g. EL CALOR DE SUBLIMACIÓN de una sustancia sólida es la cantidad de calor requerida para convertir una unidad de masa de la sustancia de sólida a gaseosa a temperatura constante.

α se llama coeficiente de dilataci6n lineal [oC-1 ]

∆Q = ±mL (transferencia de calor en un cambio de fase)
IMPORTANTE: Usamos el signo más (entracalor) cuando el material se funde, y el signo menos (sale calor) cuando se congela LOS PROBLEMAS de CALORIMETRíA incluyen el intercambio de energía térmica entre objetos inicialmente calientes y objetos fríos. En virtud de que la energía se debe conservar, se puede escribir, como siempre, la siguiente ecuación La suma de los cambios de calor para todos los cuerpos = 0

DILATACiÓN SUPERFICIAL: Si unárea Ao se dilata a Ao + ∆A cuando se incrementa su temperatura en ∆T, entonces

donde res el coeficiente de dilatación superficial. Para un sólido isotrópico (aquello que se expande de la misma manera en todas direcciones), ϒ = 2α aproximadamente. DILATACiÓN VOLUMÉTRICA: Si un volumen Vo se dilata a Vo + ∆V cuando se incrementa su temperatura en ∆T. entonces

Qganado + Qperdido = 0
En estecaso, el calor que fluye hacia fuera del sistema a alta temperatura (∆Q sale < O) es numéricamente igual al calor que fluye hacia adentro del sistema a baja temperatura (∆Q entra > O) y, por consiguiente, la suma es cero. Esto supone que no se pierde energía calorífica del sistema. En la siguiente figura se resume los cambios de temperatura y cambios de fase.

donde β es el coeficiente dedilatación volumétrica. Para un sólido isotrópico, β= 3α aproximadamente.

Calorimetría
CALOR es la energía térmica en tránsito de un sistema a una temperatura hacia un sistema que se encuentra en contacto con él, pero que está a una temperatura más baja. Su unidad en el SI es el joule. Otras unidades utilizadas para el calor son: la caloría (1 cal = 4.184 J) Y la unidad térmica inglesa (1 Btu = 1054 J)EL CALOR ESPECíFICO (o capacidad calorífica especifica, c) de una sustancia es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una unidad de masa de la sustancia en un grado. Si ∆Q es la cantidad de calor requerido para producir un cambio en la temperatura ∆T en una masa m de sustancia, entonces:

En el SI, c tiene unidades de J/ kg · K, lo cual es equivalente a J / kg·· oC....