CALOR Y TEMPERATURA · 2020-03-18 · 3. En invierno, nos abrigamos sobre todo con ropa de lana...

CALOR Y TEMPERATURA

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Prof. Macarena Pérez Torres

IV° TERMODINÁMICA

Prof.Macarena Pérez Torres

OBJETIVOS

Al término de la unidad, usted deberá:

1. Reconocer y aplicar las diferentes escalas termométricas.

2. Determinar la dilatación de las sustancias.

3. Reconocer las formas de transmisión del calor.

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Actividad inicial

1. Para que hierva el agua, ¿crees que es necesario entregarle energía?

2. Cuando pones tus manos cerca de una chimenea encendida, sientes que tus manos se calientan. ¿Cómo explicarías esta situación?

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Actividad inicial

3. En invierno, nos abrigamos sobre todocon ropa de lana para evitar sentir frío.¿Qué crees que ocurre cuando nosabrigamos de esta manera?, ¿por quédisminuye la sensación de frío?

4. Por efecto del aumento de latemperatura, la roca se fundetransformándose en magma. Si latemperatura al interior de la Tierra es tanelevada como para fundir roca, ¿por quéel suelo que pisamos no está a altastemperaturas?


¿A qué se debe la sensación de frío y calor?


¿A qué se debe la sensación de frío y calor?

1. Cada uno moje un pedazo de algodón en el alcohol y froten el dorso de la mano hasta que la mano quede húmeda con el alcohol. ¿Qué sientes en tu mano?

2. El alcohol comienza a secarse, ¿qué sensación te produce?

3. Ahora la mano está seca completamente, ¿sientes algo diferente?

4. Al secarse la mano, ¿qué crees que ocurrió con el alcohol?


TEMPERATURA

Es un concepto que da cuenta de unamayor o menor agitación de lasmoléculas o átomos que constituyen elcuerpo.

Cuanto mayor sea la temperatura deun cuerpo, mayor será la energíacinética de sus moléculas y viceversa.


Calor


Calor

• La idea del calor como una sustancia se debedescartar.

• No se trata de algo que el objeto posea, sino de algoque él mismo cede o absorbe.

• El calor es energía en tránsito, que pasa desde unobjeto de mayor temperatura a otro de menortemperatura.

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Unidades

S.I.: Joule

1 cal = 4,186J

1 Caloria = 1.000 cal =1 kcal


Calor


ESCALA CELSIUS

• Creada en 1742 por el físico Anders Celsius.


ESCALA FAHRENHEIT

• Creada por el físico Daniel Fahrenheit.

• Utilizó una solución de agua con cloruro de amonio y la temperatura del cuerpo humano.


ESCALA KELVIN

• Escala termométrica que utiliza el sistema internacional.

• Creada por Lord Kelvin.

• Donde el cero se asocia a la inexistencia de movimiento de partículas.

• CERO ABSOLUTO = -273,15 °C = 0 K.


ESCALAS TERMOMÉTRICAS


ESCALAS TERMOMÉTRICAS

• CELSIUS

• KELVIN

• FAHRENHEIT

15

273TT CK

9

5

32T

T

F

C


EJERCICIO Nº 1

30°C equivalen a:

a) 22 [°F]

b) 30 [°F]

c) 62 [°F]

d) 86 [°F]

e) 270 [°F]

D Aplicación


EJERCICIO Nº 2

Al medir la temperatura de un líquido con dos termómetros diferentes, uno en Celsius y otro en Fahrenheit, ambos registraron la misma temperatura. Esa temperatura registrada en [°C] corresponde a:

a) - 80b) +80c) - 64d) +40e) - 40

E Aplicación


OBSERVANDO EL EFECTO DE LA DILATACIÓN


DILATACIÓN TÉRMICA

• Cambio en las dimensiones de un objeto debidoa la variación de su temperatura.


DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN

Al aumentar la temperatura de una sustancia, aumenta laenergía cinética de las moléculas que la forman, provocando unaumento de su volumen (dilatación); en caso contrario, sidisminuye la temperatura, se produce una disminución de suvolumen (contracción).

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0

0

0

L L T

S S 2 T

V V 3 T


ACTIVIDAD 1• Calcula la dilatación lineal de un cable de

cobre de largo inicial 2 m y temperatura inicial 40 °C, si su temperatura final es:

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TEMPERATURA (°C) CAMBIO DEL LARGO DE CLABLE (m)

LARGO FINAL DEL CABLE (m)

80

60

20

0,00136 2,00136

0,00068 2,00068


ACTIVIDAD 2

• La vía férrea construida por rieles de hierro se ve afectada por los cambios de temperatura, y es por esta razón que existe un espacio entre las uniones de los rieles. Al respecto:

• ¿Cómo explicarían que es necesario que exista un espacio entre las uniones de los rieles del ferrocarril?

• Calculen la dilatación que experimentan 20 km de vía ferroviaria por la variación de temperatura desde 15 °C a 30 °C.


COEFICIENTES DE DILATACIÓN LINEAL

MATERIAL

Acero 11

Aluminio 24

Cobre 17

Concreto 12

Plomo 29

Vidrio corriente 9

Vidrio pírex 3,2

• ¿Cuál de los materiales tiene mayor coeficiente de dilatación lineal?

• ¿Cuál de los materiales tiene menor coeficiente de dilatación lineal?

• ¿Qué crees que signifique que un material tenga un alto coeficiente de dilatación lineal?


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Un material sólido de 20 [m] de largo, luego de ser sometido auna variación de temperatura desde 167 [°F] a 268 [ºK],experimentó una contracción de 8 [cm]. ¿Cuál debe ser sucoeficiente de dilatación lineal en [°C]-1?

a) 110-5

b) 510-5

c) 1510-5

d) 2110-6

e) 5010-6

B Aplicación

EL AGUA: UNA EXCEPCIÓNEl agua sufre uncomportamientocontrario, cuando sutemperatura disminuyeentre los 4 °C y los 0°C, enlugar de contraerse, sedilata, por lo queaumenta su volumen.

Ésta anomalía provocaque el hielo flote en elagua, ya que a pesar deestar a menortemperatura, se dilató yen consecuencia, esmenos denso que el agualíquida.


EJERCICIO Nº 7

Si se tiene un líquido desconocido a 0°C y se le aplica calor esperaríamos que el líquido

a) se dilate.

b) se contraiga.

c) mantenga su volumen.

d) se dilate o se contraiga, nunca mantenga su volumen.

e) se contraiga o mantenga su volumen, nunca se dilate. D Comprensión



TRANSMISIÓN DEL CALOR

Conducción: Es el proceso de transferencia de energía entre dos cuerpos. Los de mayor temperatura transfieren energía a los de menor temperatura, hasta que sus temperaturas se equilibran. Esta forma de propagación del calor ocurre en las sustancias sólidas.


Convección:Corresponde a la transmisión del calor en los líquidos y gases por el movimiento de sus moléculas, en forma de corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes.


TRANSMISIÓN DEL CALOR

Radiación: El calor puede transmitirse a grandes distancias sin calentar en forma apreciable el espacio intermedio. Se produce mediante ondas calóricas semejantes a las de radio o electromagnéticas.


Al calentar un alambre por un extremo, el calor se propaga a través de él por

a) convección.

b) conducción.

c) radiación.

d) convección y radiación.

e) radiación y conducción.

B Conocimiento


Respecto de la transmisión del calor por convección, es correcto afirmar que

I. se requiere una fuente de calor.

II. se requiere un medio material.

III. se produce en forma exclusiva en fluidos.

a) Sólo I

b) Sólo II

c) Sólo III

d) Sólo I y II

e) I, II y III

E Conocimiento

SÍNTESIS DE LA CLASE

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CalorTemperatura

Utilizan escalas

Kelvin

Celcius

Fahrenheit

Se mide con

Termómetros

Puede provocar

una variación de


¿QUÉ APRENDÍ?

• A reconocer y a aplicar las diferentes escalas termométricas.

• A determinar la dilatación de las sustancias.


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