Expo Fis II

GRUPO I
Termodinámica
Es el estudio de las relaciones entre las diferentes propiedades de la materia que dependen de la temperatura.

Algunos conceptos importantes:
Equilibrio Térmico: Sean “A” y “B” Dos cuerpos que están en equilibrio térmico entonces tienen la misma temperatura.

La Ley Cero De la Temperatura: Si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero (Termómetro) entonces losdos primeros estarán en equilibrio térmico entre sí.

Temperatura: Es la medida del grado de calor o frio de un cuerpo.
La medición de la temperatura se hace por medio de un instrumento especial llamado “TERMOMETRO”, para tal fin se usan sustancias especiales que tengan propiedades termodinámicas (presión, volumen, temperatura).

Escala de Temperatura

1 Celsius (C)
2 Fahrenheit(F)
3 Kelvin(K)
4Rankine(R)

Escala
Abreviatura
Punto de
Punto de
Intervalo


Congelamiento
Ebullición

Celsius
C
0
100
100
Fahrenheit
F
32
212
180
Kelvin
K
273.15
373.15
100
Rankine
R
491.69
671.69
180




PROBLEMA Nº1
El Cero Absoluto (0°K) en Fahrenheit

Reemplazando el valor del O°K en la ecuación:



PROBLEMA Nº2
Expresar 40ºC a Fahrenheit
Respuesta: 104ºF*********************************************************
GRUPO II
DILATACION:

a) DILATACION LINEAL.- Se observa la dilatación lineal al tomar un trozo de material en forma de barra o alambre de pequeña sección, sometido a un cambio de temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones son despreciables frente a la longitud. Si la longitud de esta dimensión lineal es , a la temperatura y seaumenta la temperatura a T, como consecuencia de este cambio de Temperatura ( se aumenta la Longitud de la barra o del alambre produciendo un incremento de longitud ( .
Experimentalmente se encuentra que el cambio de longitud es ( y es proporcional al cambio de Temperatura ( y la longitud inicial (Lo).


Donde:


Matemáticamente:

Donde:


Reemplazando en la ecuación anterior:





Unidad delCOEFICIENTE DE DILATACION LINEAL
SUSTANCIA
(ºC-1 )
SUSTANCIA
(ºC-1 )
Plomo
29 x 10-6
Aluminio
23 x 10-6
Hielo
52 x 10-6
Bronce
19 x 10-6
Cuarzo
0,6 x 10-6
Cobre
17 x 10-6
Hule duro
80 x 10-6
Hierro
12 x 10-6
Acero
12 x 10-6
Latón
19 x 10-6
Mercurio
182 x 10-6
Vidrio (común)
9 x 10-6
Oro
14 x 10-6
Vidrio (pírex)
3.3 x 10-6



PROBLEMA Nº1
La longitud de un cable de aluminio es de 30 m a 20°C.Sabiendo que el cable es calentado hasta 60 °C y que el coeficiente de dilatación lineal del aluminio es de
.
Determine:
a) La variación de longitud del cable
b) La longitud final del cable
Solución:
a)







b)
Sabemos:






b) Dilatación Superficial.
Es el aumento superficial que experimenta un cuerpo al ser calentado.







Haciendo

Donde:

PROBLEMANº2
Un disco de plomo tiene un radio de 16 cm a la temperatura de 10ºC ¿Cuál será su radio y su superficie a la temperatura de 70ºC?
El coeficiente de dilatación lineal es
Respuesta:


c) DILATACION VOLUMETRICA
El volumen de un cuerpo aumenta cuando este se calienta.
Este aumento de volumen recibe el nombre de dilatación volumétrica o cubica







Haciendo

Donde:

PROBLEMA Nº3
Una vasija devidrio contiene de mercurio. Si se incrementa la temperatura en 100ºC ¿Cuánto será el volumen alcanzado por el mercurio?
Respuesta:















GRUPO III
Calor (Q):
Energía en tránsito(es un forma de energía)
Unidad:
CALORIA (Cal)
Caloría: es la cantidad de calor necesario comunicarle a un gramo de agua para elevar su temperatura desde 14.5ºC a 15.56 ºC
Equivalencia:


CapacidadCalorífica (C) o (K)
Es el cociente entre el calor suministrado y la variación de la temperatura

Donde:



Unidad:


Calor Específico
Es el cociente entre la cantidad de calor que se le entrega y el producto de su masa por el aumento de la temperatura.

Donde:



Unidad:


ALGUNOS CALORES ESPECIFICOS




El calor específico puede ser:
Calor específico a volumen constante
Calor específico a...