monografia
Páginas: 16 (3766 palabras)
Publicado: 27 de enero de 2015
INTRODUCCIÓN
Al analizar situaciones físicas, la atención generalmente se enfoca en alguna porción de la materia que se separa en forma imaginaria del medio ambiente que le rodea. A tal porción se le denomina el sistema. A todo lo que esta fuera del sistema, y que tiene una participación directa en su comportamiento, se le llama medio ambiente o entorno. Después, se determina elcomportamiento del sistema, encontrando la forma en que interactúa con su entorno.
Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puede describirse mediante propiedades medibles como la temperatura, lapresión o el volumen, que se conocen como variables termodinámicas. Ahora bien, en el análisis de sistemas tiene vital importancia la cuantificación del "calor", el cual se refiere a la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.
En este material instruccional se introducirá primero la diferencia entretemperatura y calor, para luego presentar las escalas termométricas. En forma sucinta se discutirá el efecto de la temperatura sobre la materia, enfatizando en las dilataciones térmicas: lineal, superficial y cúbica. Un apartado sobre los mecanismos de transferencia de calor se incluirá a fin de introducir las ecuaciones generales que gobiernan la conducción, convección y radiación.
Por otro lado,se estudiará la manera de cuantificar el calor latente, de vaporización, de fusión, de combustión y sensible en los procesos físicos, asimismo, se introducirá el concepto de calor específico. Por último, se explicará la ley cero y la primera ley de la termodinámica y como a partir de ellas se caracterizan los procesos térmicos que involucren gases ideales. Al final, se ofrecerá una recopilaciónde algunos problemas que han formado parte de las evaluaciones de cohortes precedentes.
OBJETIVO GENERAL
Al término de éste módulo, el estudiante tendrá la habilidad y pericia necesaria para aplicar los conceptos básicos de calor y termodinámica a problemas prácticos que involucren sistemas en donde se transfiera energía térmica.
CONTENIDOS
Calor y Temperatura.
Escalas termométricas.Dilatación: lineal, superficial y volumétrica.
Calor: latente y sensible.
Ley cero de la termodinámica.
Primera ley de la termodinámica.
Mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Procesos con gases ideales: isobárico, isocorico, isotérmico y adiabático.
Calor específico: a volumen constante y presión constante.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Cálculo integral:aplicaciones de integrales definidas con condiciones iniciales.
Ley de conservación de la energía.
Operaciones con logaritmos: suma, resta, multiplicación y división.
DESARROLLO TEÓRICO
1.1 ¿Qué es la temperatura y el calor?
El calor en física se refiere a la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
La sensación de calor o frío altocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas.
Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su...
Al analizar situaciones físicas, la atención generalmente se enfoca en alguna porción de la materia que se separa en forma imaginaria del medio ambiente que le rodea. A tal porción se le denomina el sistema. A todo lo que esta fuera del sistema, y que tiene una participación directa en su comportamiento, se le llama medio ambiente o entorno. Después, se determina elcomportamiento del sistema, encontrando la forma en que interactúa con su entorno.
Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puede describirse mediante propiedades medibles como la temperatura, lapresión o el volumen, que se conocen como variables termodinámicas. Ahora bien, en el análisis de sistemas tiene vital importancia la cuantificación del "calor", el cual se refiere a la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.
En este material instruccional se introducirá primero la diferencia entretemperatura y calor, para luego presentar las escalas termométricas. En forma sucinta se discutirá el efecto de la temperatura sobre la materia, enfatizando en las dilataciones térmicas: lineal, superficial y cúbica. Un apartado sobre los mecanismos de transferencia de calor se incluirá a fin de introducir las ecuaciones generales que gobiernan la conducción, convección y radiación.
Por otro lado,se estudiará la manera de cuantificar el calor latente, de vaporización, de fusión, de combustión y sensible en los procesos físicos, asimismo, se introducirá el concepto de calor específico. Por último, se explicará la ley cero y la primera ley de la termodinámica y como a partir de ellas se caracterizan los procesos térmicos que involucren gases ideales. Al final, se ofrecerá una recopilaciónde algunos problemas que han formado parte de las evaluaciones de cohortes precedentes.
OBJETIVO GENERAL
Al término de éste módulo, el estudiante tendrá la habilidad y pericia necesaria para aplicar los conceptos básicos de calor y termodinámica a problemas prácticos que involucren sistemas en donde se transfiera energía térmica.
CONTENIDOS
Calor y Temperatura.
Escalas termométricas.Dilatación: lineal, superficial y volumétrica.
Calor: latente y sensible.
Ley cero de la termodinámica.
Primera ley de la termodinámica.
Mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Procesos con gases ideales: isobárico, isocorico, isotérmico y adiabático.
Calor específico: a volumen constante y presión constante.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Cálculo integral:aplicaciones de integrales definidas con condiciones iniciales.
Ley de conservación de la energía.
Operaciones con logaritmos: suma, resta, multiplicación y división.
DESARROLLO TEÓRICO
1.1 ¿Qué es la temperatura y el calor?
El calor en física se refiere a la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
La sensación de calor o frío altocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas.
Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su...
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