fisica

-EXAMEN FÍSICA
Temperatura i calor
Temperatura
Un cos està format per moltes partícules que es mouen constantment i que s’exerceixen forces entre elles.
Les forces que es fan entre elles constitueixen un tipus d’energia potència, mentre que el seu moviment és l’energia cinètica de les partícules.
Com més ràpides es mouen les partícules, més energia cinètica tenen. Si la temperaturapuja, augmenta l’energia cinètica i si baixa l’energia, disminueix la temperatura.
Per tant, la temperatura d’un cos depèn de l’energia cinètica mitjana del moviment de translació de les seves partícules.
Hem considerat l’energia cinètica mitjana perquè cada partícula es mou a una velocitat diferent i canviant; a part, hem suposat que les molècules només es traslladen i no giren.
No es coneixlímit per temperatures altes; això sí, les partícules estan completament quietes a una temperatura de -273.15 ºC i per tant, aquesta és la mínima temperatura assolible que, en l’escala absoluta o kelvin de temperatura, se li assigna el valor de 0 K.
Calor
Si posem en contacte dos cossos a temperatures diferents, es produeix una transferència d’energia del cos més calent al més fred fins ques’igualen les temperatures. Aleshores diem que s’ha assolit l’equilibri tèrmic.
Aquesta transferència d’energia és la calor i és conseqüència de la diferència de temperatures entre els cossos.
L’energia es pot transferir de tres maneres diferents:
- Conducció. Succeeix entre sòlids i es dóna per contacte directe entre cossos a temperatures diferents.
-Convecció. Succeeix en els fluids (líquids igasos). Es produeix la transferència d’energia per desplaçament i barreja de parts del fluid a diferents temperatures.
-Radiació. És la forma de propagació calorífica per mitjà d’ones electromagnètiques sense necessitat de cap medi ni de cap suport material.
Tots els cossos emeten ones electromagnètiques. La llum del Sol és formada per aquestes ones, que quan arriben a una superfície, en partsón reflectides i en part absorbides. Quan s’absorbeixen, augmenten la temperatura de la superfície.
La calor (l’energia transferida) s’expressa en Joules perquè és una energia. Ara bé, es fa servir també molt una altra unitat, la caloria.
La definició de caloria és la calor necessària per fer pujar 1 ºC la temperatura d’1 g d’aigua. La seva equivalència és:
1 cal = 4,18 J
La calor queabsorbeix un cos de massa m quan pateix un increment de temperatura AT és:
Q = m ·c·AT on c és la capacitat calorífica específica i depèn de cada substància. Si una substància té la c gran, és capaç de retenir aquesta calor durant més temps.
La capacitat calorífica específica d’una substància es defineix com la quantitat d’energia en forma de calor que s’ha de subministrar a una unitat de massad’aquesta substància per elevar-ne 1 K la temperatura.
-Primer principi de la termodinàmica i entropia
La termodinàmica és la part de la física que estudia les transferències de calor entre els cossos i el medi que els envolta. Aquestes transferències pot ser en forma de treball o de calor.
Definim un sistema com un conjunt de partícules aïllades del seu entorn, amb una paret que pot serreal o imaginària.
Si donem energia a un sistema en forma de treball sense que s’intercanviï calor entre els sistema i l’entorn, parlem de treball adiabàtica. Això passa quan el sistema es troba en un recipient en el qual les parets no condueixen la calor o bé quan el treball es fa tan ràpidament que no hi ha temps perquè s’intercanviï calor.
Es pot comprovar que quan es realitza un treballadiabàtic sobre un sistema, aquest només depèn dels estats inicial i final del sistema, no de la forma en què es realitza. Aleshores, cada estat del sistema té una energia, anomenada energia interna, de manera que la variació d’energia interna del sistema coincideix amb el treball adiabàtic realitzat.
AU = Wadiabàtic
Si el treball no és adiabàtic, s’ha comprovat que la variació d’energia...