Llanos

Curso: Física Facultad:
Tema: TEMPERATURA Y CALOR
Temperatura y dilatación
La temperatura mide la concentración de energía o de velocidad promedio de las partículas, también se dice que la temperatura mide el grado de agitación de las moléculas.
ESCALAS TERMOMETRICAS

DILATACIÓN
La experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían.La dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto.
A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento (se dilata) o enfriamiento (se contrae) se denomina Dilatación térmica.
La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos ymoléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones.
Dilatación Lineal
Es aquella en la que predomina la variación en una (1) dimensión de un cuerpo, es decir: el largo. Ejemplo: dilatación en hilos, cabos y barras.
Dilatación linealConsideremos primero la dilatación térmica de un objeto sólido, cuyas dimensiones lineales se pueden representar por l0 , y que se dilata en una cantidad ΔL. Experimentalmente se ha encontrado que para casi todas las sustancias y dentro de los límites de variación normales de la temperatura, la dilatación lineal ΔL es directamente proporcional al tamaño inicial l0 y al cambio en la temperaturaΔt, es decir: ∆L=αLo∆T
donde se llama coeficiente de dilatación lineal, cuya unidad es el recíproco del grado, es decir [°C]-1.
Dilatación superficial
Es el mismo concepto que el de dilatación lineal salvo que se aplica a cuerpos a los que es aceptable y preferible considerarlos como regiones planas; por ejemplo, una plancha metálica. Al serle transmitida cierta cantidad de calor lasuperficie del objeto sufrirá un incremento de área: ΔA.∆A=βAo∆T
Donde γ se llama coeficiente de dilatación superficial.
Dilatación volumétrica
La dilatación volumétrica de un líquido o un gas se observa como un cambio de volumen ΔV en una cantidad de sustancia de volumen V0, relacionado con un cambio de temperatura Δt. En este caso, la variación de volumen ΔV es directamente proporcional al volumeninicial V0 y al cambio de temperatura Δt, para la mayor parte de las sustancias y dentro de los límites de variación normalmente accesibles de la temperatura, es decir
∆V=γVo∆T

donde se llama coeficiente de dilatación volumétrica, medida en la misma unidad que el coeficiente de dilatación lineal 2 alfa.
Se puede demostrar fácilmente usando el álgebra que:
γ=3α
Análogamente se puede obtenerel coeficiente de dilatación superficial γ dado por: β=2α
CALORIMETRIA
CALOR: es la energía en tránsito (en movimiento) entre 2 cuerpos o sistemas, proveniente de la existencia de una diferencia de temperatura entre ellos.
Unidades de Cantidad de Calor (Q)
Las unidades de cantidad de calor (Q) son las mismas unidades de trabajo (T).
Hay otras unidades usadas como Caloría (cal), Kilocaloría(Kcal), British Termal Unit (BTU).
Caloría: es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 °C a 15,5 °C a la presión de 1 atmósfera (Presión normal).
Equivalencia entre unidades
1 kgm = 9,8 J; 1 J = 107 erg; 1 kgm = 9,8.107 erg
1 cal = 4,186 J; 1 kcal = 1000 cal = 10³ cal
1 BTU = 252 cal
Capacidad Calorífica o térmica de un cuerpo: es la relaciónentre la cantidad de calor (Q) recibida por un cuerpo y la variación de temperatura (Δt) que éste experimenta.
Además, la capacidad térmica es una característica de cada cuerpo y representa su capacidad de recibir o ceder calor variando su energía térmica.
C...capacidad térmica (en cal/°C)

Calor específico de un cuerpo: es la razón o cociente entre la capacidad térmica (C) de un cuerpo y...