Tippens fisica 7e diapositivas 16

Capítulo 16. Temperatura
y dilatación
Presentación PowerPoint de
Paul E. Tippens, Profesor de Física
Southern Polytechnic State
University
© 2007

Fotografía de
Blake Tippens

LA TEMPERATURA es una medida de la energía cinética
promedio por molécula. La radiación infrarroja proveniente
del canal de aire en el oído pasa a través del sistema óptico
del termómetro y se convierte en una señaleléctrica que
produce una lectura digital de la temperatura corporal.

Objetivos: Después de
terminar esta unidad, deberá:

• Trabajar con escalas de temperatura
Celsius, Kelvin y Fahrenheit tanto
para temperaturas específicas como
para intervalos de temperatura.
• Escribir y aplicar
fórmulas para dilatación
lineal, de área y de
volumen.

Energía térmica
La
La energía
energía térmica
térmica es
es lalaenergía
energía interna
interna total
total de
de un
un
objeto:
objeto: la
la suma
suma de
de sus
sus energías
energías cinética
cinética yy potencial
potencial
molecular.
molecular.
Energía
Energía térmica
térmica == U
U ++ K
K

Energía interna: las analogías de resorte son útiles:
U = ½kx2
K = ½mv2

Temperatura
La temperatura se relaciona con la
actividad cinética de las moléculas,
mientrasque la dilatación y los cambios
de fase de las sustancias se relacionan
más con la energía potencial.
Aunque no es cierto en todos los casos, un
buen principio es definir la temperatura
como la energía cinética promedio por
molécula.
T

2
½mv


N

Temperatura contra energía
interna
Misma
temperatura
inicial

El volumen más
grande tiene mayor
energía térmica
hielo
hielo

agua

Las jarras grande ypequeña tienen la
misma temperatura,
pero no tienen la
misma energía térmica.
Una mayor cantidad de
agua caliente funde
más hielo.

Equilibrio de temperatura
Equilibrio térmico
Carbones
calientes

Agua fría

Contenedor
aislado

Misma temperatura

El calor se define como la
transferencia de energía
térmica debido a una
diferencia en temperatura.
Dos objetos están en
equilibrio térmico si y sólosi
están a la misma
temperatura.

Termómetro
Un termómetro es cualquier
dispositivo que, mediante
escalas marcadas, puede dar
una indicación de su propia
temperatura.
TT==kX
kX
X es propiedad termométrica: dilatación, resistencia
eléctrica, longitud de onda de luz, etc.

Ley cero de la
termodinámica
Ley cero de la termodinámica: Si dos objetos A y B
están en equilibrio por separado con un tercerobjeto
C, entonces los objetos A y B están en equilibrio
térmico mutuo.
Objeto C

A

Equilibrio térmico
A

Objeto C

B

B

Misma temperatura

Escalas de
temperatura
El punto fijo inferior es el
punto de congelación, la
temperatura a la que el hielo y
el agua coexisten a 1 atm de
presión:

1000C

00C

2120F

320F

00
00 00CC oo 32
32 FF

El punto fijo superior es el
punto ebullición, la
temperaturaa la que vapor y
agua coexisten a 1 atm de
presión:

00
00
100
C
o
212
100 C o 212 FF

Comparación de intervalos de
temperatura
Intervalos de temperatura:

100 C0 = 180 F0
5 C0 = 9 F0
Si la temperatura cambia
de 79 0F a 70 0F, significa
una disminución de 5 C0.

1000C

2120F

100 C0

180 F0

tC

tF

00C

320F

Etiquetas de temperatura
Si un objeto tiene una temperatura específica, se coloca
elsímbolo de grado 0 antes de la escala (0C o 0F).

t = 60 0C
Se
Se dice:
dice: “La
“La temperatura
temperaturaes
es sesenta
sesenta
grados
grados Celsius.”
Celsius.”

Etiquetas de temperatura
(Cont.)

Si un objeto experimenta un cambio de temperatura,
se coloca el símbolo de grado 0 después de la escala
(C0 o F0) para indicar el intervalo de temperatura.
ti = 60 0C
tf = 20 0C

t = 60 0C – 20 0Ct = 40 C0

Se
Se dice:
dice: “La
“La temperatura
temperaturadisminuyó
disminuyó cuarenta
cuarenta
grados
grados Celsius.”
Celsius.”

Temperaturas específicas
Mismas temperaturas
tienen números
diferentes: 0C 0F

tC  00 t F  320

100 div 180 div

t t F  32

9
5 C

00

ttFF 
 tt 32
32
99
55 CC

1000C

2120F

100 C0

180 F0

tC

tF

00C

320F



00

0

ttCC 
 ttFF  32
32
55
99

...