Apuntes Calor y Temperatura

8/10/2019 Apuntes Calor y Temperatura

1/5

CALOR Y TEMPERATURA

La temperatura de un sistema est relacionada con la energa cintica media de traslacin desus molculas.

La unidad de medida de temperaturas absolutas es el Kelvin (K) que es la unidad fundamentalde temperatura del S.I.

ara pasar de la escala centgrada a la escala de temperaturas absolutas se puede usar lasiguiente e!presin"

K = 273,15 + C #s $ $ % se correspondern con"

K & ' *+, - %& ' *+, - $ & ' *+, K

bien $$ K* sern"

% & K / ' *+, & $$ / ' *+, & '0*1, 2%.

3l grado centgrado 4 el de la escala absoluta son iguales.

3l calor especfico es una propiedad caracterstica de las sustancias 4 es el calor necesariopara elevar + grado (centgrado o 5elvin) la temperatura de + g de sustancia.

La unidad S.I. de calor especfico es"

6 aunque normalmente se mide en"

Qu ocurre cua !o !o" cuer#o" a !$"%$ %a" %eera%ura" "e #o ee co %ac%o'7eniendo en cuenta la interpretacin de la temperatura dada ms arribadeberemos de concluir que las molculas del cuerpo que est atemperatura ms alta tienen una energa cintica media superior a las delcuerpo que tiene menor temperatura. Cua !o "e #o e e co %ac%o "e#ro!uce u a %ra "(ere c$a !e e er)*a entre las molculas de tal maneraque las que tienen ma4or energa cintica pierden parte de ella que pasa alas del otro cuerpo. 3n consecuencia* el cuerpo que estaba inicialmente ama4or temperatura* e!perimentar un descenso 4 aumentar la del queestaba a menor temperatura 8asta que ambas se igualen. 9na ve:alcan:ado en equilibrio cesar el flu;o de energa.

L a&a&o" ca or Q- a a e er)*a e %r. "$%o /ue #a"a !e u cuer#o ao%ro cua !o "%o" e"%. a !$"%$ %a %eera%ura03l calor* por tanto* es energa. dic8o ms e!actamente* energa entrnsito de un cuerpo a otro. or consiguiente* sus unidades sern lasestablecidas para la energa (


2/5

E e o 1

a) %alcular la cantidad de energa (en ;ulios) que 8abr que comunicar a un tro:o de',$ g de cobre para elevar su temperatura +, $ %.

b) Si el calor calculado en el apartado anterior lo pierde otro tro:o de aluminio de igualmasa. %alcular cunto descender su temperatura.

8o uc$9 : a)

b) %omo el aluminio pierde calor* consideramos al calor como negativo"

bservar como perdiendo el mismo calor la temperatura del aluminio desciendeprcticamente la mitad de lo que sube la del cobre* debido a que su calor especfico escasi el doble.

E e o 20Se me:clan 1$$ g de agua a '$ $ % con +$$$ g de agua a $ $ %. %alcular cul ser latemperatura final de la me:cla.

%alores especficos medios entre $ 4 +$$ $%

Sustancia %e(calBg $%)

#gua +*$$$ #luminio $*'+3tanol $*,10

%obre $*$C,Dierro $*+++Einc $*$C'lomo $*$ +

eA m c t ',$ g= = cal$*$C,

g $

%

$+, % ,0* ', cal

,0*', cal

=

+$o" !e e"%a!o re)re"$?o"03n la figura se representan e ro o 4 con lnea continua los cambios de estado progresivos 4e a@u 4 con lnea discontinua los regresivos.

8OL< O A8

LBQU< O

u"$9

8o $!$($cac$9

Co !e "ac$9

8u> $&ac$9re)re"$?a

8u> $&ac$9

Da#or$@ac$9

Ca&>$o" !e e"%a!o #ro)re"$?o" u"$9 . aso de slido a lquido. La %eera%ura !e (u"$9 e" u a #ro#$e!a! carac%er*"%$ca

!e a" "u"%a c$a" . or tanto* puede servirnos para identificar a las sustancias. Jara con lapresin. # medida que sta disminu4e la temperatura de fusin desciende.

Da#or$@ac$9 0 aso de lquido a gas. 7iene lugar a cualquier temperatura 4 en la superficie libredel lquido (los lquidos se evaporan a cualquier temperatura). Sin embargo* si aumentamos latemperatura llega un momento que la evaporacin se produce en todo el lquido formndosegrandes burbu;as (llenas de vapor del lquido) que ascienden 8asta la superficie. @ecimos que ellquido comien:a a 8ervir o que entra en e>u $c$9 0 La %eera%ura a a /ue u */u$!o $er?ee" o%ra #ro#$e!a! carac%er*"%$ca a&a!a %eera%ura !e e>u $c$9 0 Jara con la presin. #medida que sta disminu4e la temperatura de ebullicin desciende.

8u> $&ac$9 0 aso directo de slido a gas sin pasar por el estado lquido. %omo la vapori:acinocurre a cualquier temperatura (de a8 que podamos oler sustancias slidas. eque asporciones del slido subliman 4 llegan en forma de vapor a nuestra nari:). La ma4or parte de lassustancias necesitan encontrarse a presiones mu4 ba;as para que la sublimacin sea apreciable.

Ca&>$o" !e e"%a!o re)re"$?o" 8o $!$($cac$9 0aso de lquido a slido. curre a la misma temperatura que la fusin. Jara con

la presin.

Co !e "ac$9 . aso de gas a lquido.

8u> $&ac$9 re)re"$?a0 7ambin llamada sublimacin inversa o deposicin. aso directo deas a slido sin asar or el estado l uido.


4/5

u"$9 6 e>u $c$9

%omo se 8a dic8o ms arriba ca!a"u"%a c$a %$e e a u a #re"$9 !a!a- u a"%eera%ura" !e (u"$9 6 e>u $c$9carac%er*"%$ca" /ue #ue!e "er?$r #ara "u$!e %$($cac$9(ver tabla ).curre* adems* que &$e %ra" u a"u"%a c$a e"%. (u !$e !o o $r?$e !o "u%eera%ura #er&a ece $ ?ar$a> e0

@e esta manera si conocemos elcalor latente (L) de unasustancia* la cantidad de calor que 8a4 que darle a m 5g de ellapara que cambie de estado sepuede calcular seg n" Q = & L

Sustancia L fusin (5qu ocurre cuando llegamos a la temperatura de cambio de estado? Seg n nos dice la e!perienciamientras la sustancia cambia de estado (funde* por e;emplo) su temperatura permanece invariable aunquesigamos comunicando energa. E"%o o" $ !$ca /ue a e er)*a /ue e"%a&o" !a !o o "e e"%.e ea !o e au&e %ar a e er)*a c$ %$ca !e a" &o cu a", "$ o e roer e ace" e %re e a"0roceso necesario para que la sustancia pase a otro estado (por e;emplo lquido) en el cual las

interacciones entre las molculas son ms dbiles.

La cantidad de calor que es necesario comunicar a una sustancia para que cambie de estado* una ve:alcan:ada la temperatura a la que ste se produce* depende de la sustancia 4 de su masa. 8e !e($ e eca or a%e %e L- o ca or !e %ra "(or&ac$9 , co&o a ca %$!a! !e ca or /ue a6 "u&$ $"%rar a 1 F) !ea &$"&a #ara /ue ca&>$e !e e"%a!o0 E e 80 < e ca or a%e %e "e eG#re"a e 9 F -HF)0

Sustancia 7 us ( $%) 7 3bu ( $%)

#gua $ +$$ #luminio 00$ 'F$$ #moniaco M 1 M FHutano M+ 1 M$*,3tanol M++F 1*,Didrgeno M',C M',Dierro +,F$ '1$$Nercurio M C ,

Pitrgeno M '+$ M+C0lomo '1 + ,$Qolframio 1 ,,'Einc F'$ C$


5/5

E e o 0%alcular la cantidad de calor que es necesario comunicar a ,$$ g de 8ielo a M '$ $ %para elevar su temperatura 8asta ,$ %.@ato" %e (Dielo) & $*, calBg. $%

8o uc$9 :odemos imaginar el proceso dividido entres fases

a"e 1 " #umento de la temperatura desde M '$ $ % 8asta $ $% (temperatura defusin)

a"e 2: usin a $ $%.

a"e 3 " #umento de la temperatura desde $ $ % 8asta ,$ $%

a"e 10 %lculo del calor que es necesario comunicar para elevar la temperatura de,$$ g de 8ielo desde / '$ $ % 8asta su temperatura de fusin ($ $ %)"

a"e 20 %lculo del calor necesario para que el 8ielo funda sin variar su temperatura($ o%)

a"e 30 %lculo del calor necesario para elevar la temperatura del agua desde $ $%8asta ,$ $%.

Ca or %o%a"

+ e (8ielo) ' +A m c (t t ) ,$$ g= = cal$*,

g $

. %

$R$ ( '$)S % ,.$$$ cal

,.$$$ cal

=

+

Documents

Apuntes Calor y Temperatura