Termodinamica
Páginas: 15 (3605 palabras)
Publicado: 20 de junio de 2012
Unidad I
TERMODINAMICA
La termodinámica estudia las transformaciones de CALOR en TRABAJO, es decir, de ENERGIA TERMICA en ENERGIA MECANICA y viceversa.
CALOR (Q) Y TEMPERATURA (T)
Al calentar agua en un recipiente se le entrega una cierta cantidad de calor y la temperatura o “nivel de calor” sube. Análogo al nivel de agua en un recipiente, se echa agua y el nivel sube, pero nodebe confundirse con la cantidad de agua (cantidad de calor) en el recipiente.
El calor es la variación de la energía térmica de un cuerpo. Por lo tanto, el calor no es una magnitud independiente que se pueda “almacenar” en los cuerpos. La magnitud que aumenta o disminuye en un cuerpo es su energía térmica y estas variaciones se reflejarán en la variación de la temperatura.
El calor es una formade Energía, mientras que la Temperatura es una medida de la intensidad del calor, asociada al movimiento de las moléculas. El calor siempre fluye de una región de mayor intensidad (mayor T) a una de menor intensidad (menor T), el calor fluye hasta que esta diferencia de intensidad se igual, o sea, el cuerpo alcanza una T uniforme.
Todos los cuerpos, sólidos, líquidos y gaseosos, se dilatancuando se les entrega calor.
TERMOMETRIA
Aprovechando esta propiedad de dilatación conforme se le entregan calor a los cuerpos, se pueden construir termómetros cuyo objeto es determinar que temperatura tiene un cuerpo.
Termómetro de Mercurio: un bulbo que contiene mercurio se conecta a un tubo capilar (orificio pequeño), cuando el bulbo se calienta, el mercurio se dilata y asciende por eltubo. Así marcando una escala en el capilar se puede medir T.
Se utilizan diferentes escalas, la de mayor aplicación es la Escala Celsius que toma como referencia la temperatura de congelación (0 ºC) y ebullición (100 ºC) del agua pura en condiciones normales de presión (1 atm). Y se divide la distancia entre estos puntos en 100 intervalos iguales, que corresponden a un grado centígrado.Otra escala conocida es la Escala Fahrenheit, en este caso el intervalo se divide en 180 partes iguales, y al inferior se le asigna el valor 32 ºF y al superior 212 ºF, quedando el cero de esta escala en 32 ºF por debajo de la T de congelación del agua.
Por último analizamos la Escala Termodinámica, en esta escala 0 ºC corresponde a 273 ºK, y 1 ºC equivale a 1 ºK, o sea que el 0 ºK corresponde a-273 ºC. Esta escala se construyó de tal modo que no pueden existir T negativas, el 0 ºK es el cero absoluto, la menor T que se puede alcanzar, y es un estado teórico en que la materia se encuentra completamente quieta, sin vibración, incluso con sus electrones sin movimiento.
Otras sustancias termométricas: cuando se construye un termómetro hay que tener en cuenta qué temperaturas se mediráncon el mismo. Por ejemplo a -39 ºC el mercurio solidifica, entonces no puede usarse este termómetro en un rango inferior a esa T. Tampoco a T superiores a 357 ºC porque es la temperatura de ebullición. Para medir T inferiores a -39 ºC suelen utilizarse termómetros de alcohol. Y para T alta se utilizan pirómetros que se basan en los cambios de la luz que emiten los cuerpos a diferente T.DILATACION DE LOS CUERPOS
Teoría cinética, vibración de las moléculas.
Dilatación lineal
Al calentar una varilla su longitud aumenta. Y se observa experimentalmente que el aumento de longitud es directamente proporcional al aumento de T. Si experimentamos con diferentes varillas de diferentes materiales y longitudes concluiremos que:
La dilatación lineal depende de la Temperatura, elMaterial, y la longitud inicial.
Para considerar la dependencia del material se hallaron los Coeficientes de dilatación lineal del material (l). Cada sustancia tiene el suyo, por ejemplo:
Hierro 0,000012 1/ºC
Aluminio 0,000024
Cobre 0,000017
Vidrio 0,00009
Plomo 0,000030
Platino 0,00009
Acero 0,00001
Fórmula de la Dilatación lineal:
Dilatación Volumétrica...
TERMODINAMICA
La termodinámica estudia las transformaciones de CALOR en TRABAJO, es decir, de ENERGIA TERMICA en ENERGIA MECANICA y viceversa.
CALOR (Q) Y TEMPERATURA (T)
Al calentar agua en un recipiente se le entrega una cierta cantidad de calor y la temperatura o “nivel de calor” sube. Análogo al nivel de agua en un recipiente, se echa agua y el nivel sube, pero nodebe confundirse con la cantidad de agua (cantidad de calor) en el recipiente.
El calor es la variación de la energía térmica de un cuerpo. Por lo tanto, el calor no es una magnitud independiente que se pueda “almacenar” en los cuerpos. La magnitud que aumenta o disminuye en un cuerpo es su energía térmica y estas variaciones se reflejarán en la variación de la temperatura.
El calor es una formade Energía, mientras que la Temperatura es una medida de la intensidad del calor, asociada al movimiento de las moléculas. El calor siempre fluye de una región de mayor intensidad (mayor T) a una de menor intensidad (menor T), el calor fluye hasta que esta diferencia de intensidad se igual, o sea, el cuerpo alcanza una T uniforme.
Todos los cuerpos, sólidos, líquidos y gaseosos, se dilatancuando se les entrega calor.
TERMOMETRIA
Aprovechando esta propiedad de dilatación conforme se le entregan calor a los cuerpos, se pueden construir termómetros cuyo objeto es determinar que temperatura tiene un cuerpo.
Termómetro de Mercurio: un bulbo que contiene mercurio se conecta a un tubo capilar (orificio pequeño), cuando el bulbo se calienta, el mercurio se dilata y asciende por eltubo. Así marcando una escala en el capilar se puede medir T.
Se utilizan diferentes escalas, la de mayor aplicación es la Escala Celsius que toma como referencia la temperatura de congelación (0 ºC) y ebullición (100 ºC) del agua pura en condiciones normales de presión (1 atm). Y se divide la distancia entre estos puntos en 100 intervalos iguales, que corresponden a un grado centígrado.Otra escala conocida es la Escala Fahrenheit, en este caso el intervalo se divide en 180 partes iguales, y al inferior se le asigna el valor 32 ºF y al superior 212 ºF, quedando el cero de esta escala en 32 ºF por debajo de la T de congelación del agua.
Por último analizamos la Escala Termodinámica, en esta escala 0 ºC corresponde a 273 ºK, y 1 ºC equivale a 1 ºK, o sea que el 0 ºK corresponde a-273 ºC. Esta escala se construyó de tal modo que no pueden existir T negativas, el 0 ºK es el cero absoluto, la menor T que se puede alcanzar, y es un estado teórico en que la materia se encuentra completamente quieta, sin vibración, incluso con sus electrones sin movimiento.
Otras sustancias termométricas: cuando se construye un termómetro hay que tener en cuenta qué temperaturas se mediráncon el mismo. Por ejemplo a -39 ºC el mercurio solidifica, entonces no puede usarse este termómetro en un rango inferior a esa T. Tampoco a T superiores a 357 ºC porque es la temperatura de ebullición. Para medir T inferiores a -39 ºC suelen utilizarse termómetros de alcohol. Y para T alta se utilizan pirómetros que se basan en los cambios de la luz que emiten los cuerpos a diferente T.DILATACION DE LOS CUERPOS
Teoría cinética, vibración de las moléculas.
Dilatación lineal
Al calentar una varilla su longitud aumenta. Y se observa experimentalmente que el aumento de longitud es directamente proporcional al aumento de T. Si experimentamos con diferentes varillas de diferentes materiales y longitudes concluiremos que:
La dilatación lineal depende de la Temperatura, elMaterial, y la longitud inicial.
Para considerar la dependencia del material se hallaron los Coeficientes de dilatación lineal del material (l). Cada sustancia tiene el suyo, por ejemplo:
Hierro 0,000012 1/ºC
Aluminio 0,000024
Cobre 0,000017
Vidrio 0,00009
Plomo 0,000030
Platino 0,00009
Acero 0,00001
Fórmula de la Dilatación lineal:
Dilatación Volumétrica...
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