Clase 12 de Fisica II

5/25/2018 Clase 12 de Fisica II

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FISICA II

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Calor y

Temperatura


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Temperatura

La temperatura es una magnitud que

nos indica la agitacin promedio de las

partculas de un sistema.

El calor es energa en transito, que se

mueve desde el sistema de mayor

temperatura hacia el de menor

temperatura.


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TERMOMETROS


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Convierta las siguientes temperaturas Celsius a Fahrenheit: a) -

62.8 C, la temperatura ms baja registrada en Norteamrica (3 de

febrero de 1947, Snag, Yukn); b) 56.7 C, la temperatura ms

alta registrada en Estados Unidos (10 de julio de 1913, Death

Valley, California); c) 31.1 C, la temperatura promedio anual msalta del mundo (Lugh Ferrandi, Somalia).


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La temperatura,lo hemos visto, es una propiedad que expresa el

estado de agitacin o movimiento desordenado de cada una delas molculas de un cuerpo. Es, por lo tanto, una medida que

describe el estado de un sistema.

El de mayor temperatura, liberar calor, el cual absorber el demenor temperatura, efectundose as un intercambio que

terminar cuando ambos cuerpos tengan el mismo nivel de calor,es decir, la misma temperatura o equilibrio trmico


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Cuando dos sustancias con diferentetemperatura se ponen en contacto, pasado

un tiempo alcanza la misma temperatura


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Evale su comprensin: Si se introduce unTermmetro en una olla de agua caliente y se registra

la lectura de aqul, qu temperatura se registrar?

i) la temperatura del agua; ii) la temperatura del

termmetro; iii) un promedio igual de las

temperaturas del agua y el termmetro;

iv) un promedio ponderado de las temperaturas del

agua y del termmetro, con mayor nfasis en la

temperatura del agua; v) un promedio ponderado del

agua y del termmetro, con mayor nfasis en latemperatura del termmetro.


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Expansin Trmica

Los cambios de temperatura afectan el

tamao de los cuerpos, pues la

mayora de ellos se dilatan alcalentarse y se contraen si se

enfran. Los gases se dilatan mucho

ms que los lquidos, y stos ms quelos slidos.


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Dilatacin Superficial, el cuerpo aumenta en dosdimensiones, largo y ancho.

Por eso las veredas y pistas presentan espacios libres

unas con otras para no sobreponerse entre ellas por

efecto de la dilatacin.


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Dilatacin Volumtrica, ocurre en tres dimensionesy se producen en cuerpos en estado:

a) Lquidos

b) Slidos Quinteresante!


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En los slidos las partculas vibran alrededor deposiciones fijas; sin embargo al calentarse

aumentan su movimiento y se alejan de sus

centros de vibracin dando como resultado la

dilatacin. Por el contrario, al bajar latemperatura las partculas vibran menos y el

slido se contrae.

En los gases y lquidos las partculas chocanunas contra otras en forma continua, pero si

se calientan, chocarn violentamente rebotandoa mayores distancias y provocarn la dilatacin.


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Dilatacin

Lineal: l = l0(1 + T)

Superficial: S = S0(1 + T)

Cbica: V = V0(1 + T)

, y son los coeficientes dedilatacin, lineal, superficial y cbica

respectivamente, y dependen del tipo

de material. Se miden en C1. Para un mismo material = 2 ; = 3 .


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Coeficientes de dilatacin lineal de

algunas sustancias.Sustancia (1/ C)

Hierro 11.7 x 10 -6

Aluminio 22.4 x 10 -6

Cobre 16.7 x 10 -6

Plata 18.3 x 10 -6

Plomo 27.3 x 10 -6

Nquel 12.5 x 10 -6

Acero 11.5 x 10 -6

Zinc 35.4 x 10 -6

Vidrio 7.3 x 10 -6

Cuarzo (fundido) 0.04 x 10 -5


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Coeficientes de dilatacincbica.

Sustancia ( C -1)

Hierro 35.1 x 10-6

Aluminio 67.2 x 10-6

Cobre 50.1 x 10-6

Acero 34.5 x 10-6 Vidrio 21.9 x 10-6

Mercurio 182 x 10-6

Glicerina 485 x 10-6

Alcohol etlico 746 x 10-6

Petrleo 895 x 10-6

Etanol 7.5 x 10-5

Latn 6.0 x 10-5


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En el ejercicio anterior el


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El agua, en el intervalo detemperaturas de 0 C a 4 C, secontrae al aumentar la

temperatura. En este intervalo, su

coeficiente de expansin es

negativo. Por arriba de 4 C, el

agua se expande al calentarse. Por

lo tanto, el agua tiene su mayor

densidad a 4 C. El agua tambin

se expande al congelarse, lo cual

explica por qu se forman jorobas

en el centro de los compartimentosde una charola para cubitos de

hielo. En cambio, la mayora de los

materiales se contraen al

congelarse.


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Si sujetamos rgidamente los extremos de una varilla para evitar su expansin

o contraccin y luego variamos la temperatura, aparecern esfuerzos de

tensin o compresin llamados esfuerzos trmicos. La varilla quiere

expandirse o contraerse, pero las abrazaderas no la dejan. Los esfuerzospueden ser tan grandes que deformen irreversiblemente la varilla o incluso la

rompan.


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Una varilla de latn tiene 185 cm de longitud y 1.60

cm de dimetro. Qu fuerza debe aplicarse a cadaextremo para impedir que la varilla se contraiga al

enfriarse de 120 C a 10 C?

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