Quimica - el calor

"CALORIMETRIA".
OBJETIVO: Conocer los cambios y los fenómenos relativos a la energía térmica mediante mediciones y aplicación de modelos matemáticos para la solución de problemas teóricos y prácticos. CONTENIDO TEMATICO UNO: DILATACION CONVERSION DE GRADOS CENTRIGADOS Y FARENHEIT. El intervalo comprendido entre los puntos de fusión y ebullición del agua pura se divide en 100 partes iguales en laescala centrigada de temperatura y en 180 en la escala Fahrenheit. Cada parte representa un grado ( ºC o ºF ). Por tanto: 1 grado centígrado (ºC) = 180 = 9 de grado Fahrenheit (ºF) 100 5 1 grado Fahrenheit (ºF) = 100 = 5 de grado centrigado (ºC) 180 9 DILATACION LINEAL DE SÓLIDOS: Al calentar un cuerpo experimenta un incremento de sus dimensiones; el aumento de longitud ( Δl ) es, muyaproximadamente, proporcional a su longitud inicial y al incremento de temperatura ( Δt ) comunicados sean l1 y l2 las longitudes inicial y final, y α la constante de proporcionalidad, en aquellas condiciones. Variación de longitud, Δl = l2 – l1 = αl1Δt Longitud final, l2 = l1 + αl1Δt = l1( 1 + α Δt ) La constante α se denomina coeficiente de dilatación lineal que depende de la naturaleza de la sustancia delcuerpo. DILATACION CUBICA: Si un volumen V1 se dilata y se convierte en V2 al elevar su temperatura en Δt, se puede escribir: Variación de volumen, ΔV = V2 – V1 = β V1 Δt Volumen final, V2 = V1 + β V1 Δt = V1( 1 + β Δt ) En donde β = coeficiente de dilatación cúbica o de volumen. PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Los puntos de fusión y ebullición, a la presión atmosférica, del alcohol etílico son -117 º Cy 78.5 º C respectivamente. Convertir estas temperaturas a la escala Fahrenheit. SOLUCION: Fahrenheit = 9/5 x centrigado + 32 Punto de ebullición, ºF = 9/5 x 78.5 + 32 = 141 + 32 = 173 º F Punto de fusión, ºF = 9/5 x (-117) + 32 = -211 + 32 = -179 º F 2.- Los puntos de ebullición y de fusión, a la presión atmosférica, del mercurio son 675 º F y -38 º F respectivamente. Expresar dichas temperaturasen unidades de la escala centrigada. SOLUCION: Centrigado = 5/9 x ( Fahrenheit – 32 ) Punto de ebullición, ºC = 5/9 x ( 675 – 32 ) = 5/9 x 643 = 357 º C Punto de fusión, ºC = 5/9 x ( -38 - 32 ) = 5/9 x (-70) = -38.9 º C

3.- Una barra de cobre mide 8 m a 15 º C. Hallar la variación que experimenta su longitud al -6 calentarla hasta 35 º C. El coeficiente de dilatación lineal del cobre vale 17x 10 (ºC)-1. SOLUCION: Δl = αl1Δt = 17 x 10-6 (ºC)-1 x 8 m x (35 – 15)º C = 0.00272m = 2.72mm PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Convertir -195.5 º C en º F, -430 º F en º C y 1705 º C en º F. Sol.: -319.9º F, -256.7º C y 3101º F. 2.- ¿A que temperatura la lectura de dos termómetros, uno de ellos graduado en escala centrigada y el otro en Fahrenheit, indican la misma lectura ? Sol.: -40 º C. 3.- Calcular elaumento de longitud de una barra de cobre de 500cm de larga cuando se calienta -6 desde 12 º C a 32 º C. El coeficiente de dilatación lineal del cobre es 17x10 (º C)-1. Sol.: 0.17cm. 4.- Una varilla de 3m de longitud se alarga 3mm al elevar su temperatura en 100ºC. Hallar el coeficiente de dilatación lineal correspondiente. -5 Sol.: 10 (ºC)-1. 5.- Hallar el aumento de volumen que experimentan 100cm de mercurio cuando su temperatura -5 se eleva de 10ºC a 35ºC. El coeficiente de dilatación cúbica del mercurio es 18 x 10 (ºC)-1. 3 Sol.: 0.45 cm .
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“TRANSMISION DE CALOR”
El calor se transmite por conducción, convección y radicación. CONDUCCION. Sea un bloque paralepipedico de espesor l y área de dos caras opuestas A, una a la temperatura t´ y otra a t´´. En estas condiciones, t´- t´´representa la caída de temperatura por unidad de longitud y se denomina gradiente de temperatura. Matemáticamente se escribe en la forma: q = k x superficie x grad. Temperatura = kA( t´- t´´) l RADIACION: La capacidad de una sustancia para emitir radiación cuando esta caliente es proporcional a la capacidad que posee para absorberla. Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la energía radiante...