Clase+10+Fisica+ARQ+Temperatura (1)

Santiago Pérez OyarzúnFacultad de Física- PUC

FISICA GENERAL ARQUITECTURA

TEMPERTURA



CLASE DE HOY

Ley Cero de la termodinámica Escalas de Temperatura Expansión térmica



TEMPERATURA

Cantidad Escalar Tiene que ver con la energía interna de

un sistema compuesto de muchas partículas

La pregunta es ¿Cómo SE MIDE?



AGUA FRÍA AGUA TIBIA AGUA CALIENTE

MANO IZQUIERDA MANO DERECHA

Experimento



AGUA FRÍA AGUA TIBIA AGUA CALIENTE

MANO IZQUIERDA MANO DERECHA



RESULTADO

MANO IZQUIERDA: “El AGUA ESTÁ CALIENTE”

MANO DERECHA: “EL AGUA ESTÁ FRÍA”

→ NUESTRO CUERPO NO ES UN BUEN INSTRUMENTO PARA MEDIR TEMPERATURA



CONTACTO TÉRMICO: hay intercambio de energía entre dos sistemas debido a que tienen distinta temperatura

EQUILIBRIO TÉRMICO: dos sistemas en contacto térmico tienen CERO intercambio de energía



LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA

A en equilibrio térmico con C

CC

B en equilibrio térmico con C

A en equilibrio térmico con B

Existe el TERMÓMETRO



TERMÓMETRO

Volumen de un líquido Dimensiones de un sólido Presión de un gas a volumen constante Volumen de un gas a presión constante Resistencia eléctrica de un conductor Color de un objeto

Se basa en una propiedad física que podemos medir



Escala Celsius

AGUA CON HIELO → 0 ºC

AGUA HIRVIENDO → 100 ºC

Alcohol hasta 50 ºC

Mercurio hasta entre -39ºC y 85ºC



Escala Fahrenheit

AGUA CON HIELO → 32 ºF

AGUA HIRVIENDO → 212 ºF



Escala Absoluta de Temperatura (K)



Gas Ideal Monoatómico

La energía interna viene solo de la traslación y depende solo de T

A volumen constante



Algunas Temperaturas



EXPANSIÓN TÉRMICA



EXPANSIÓN TÉRMICA



Modelo de sólido



En una sola pieza, el agujero se agranda



Expansión Térmica

Expansión Lineal

Expansión Volumen (sólidos y liquidos)





Algunos Materiales



Expansión Isotrópica

Área γ = 2α

Volumen β = 3α



Caso Volumen

Volumen inicial de una caja de material

Si Nos quedamos con el término lineal



Ejemplo

Cierto telescopio forma una imagen de parte de un cúmulo de estrellas en un chip detector de silicio cuadrado (charge-coupled detector CCD), de 2 cm por lado. Un campo de estrellas se enfoca en el chip CCD cuando se energizó primero y su temperatura es de 20 ºC. El campo de estrellas contiene 5342 estrellas uniformemente dispersas. Para hacer más sensible el detector, se enfría a -100 ºC ¿Cuántas estrellas caben en el chip? R: 5336.

Nota. Considere que el coeficiente de expansión superficial es 2α y para el silicio α=4.68x10-6 ºC-1.



Ejemplo

Las secciones de concreto de cierta supercarretera están diseñadas para tener una longitud de 25 m. Las secciones son vaciadas y curadas a 10 ºC. Calcule la separación mínima que debe dejar el ingeniero entre las secciones para eliminar el pandeo si el concreto puede alcanzar una temperatura de 50 ºC. R: 1.2 cm

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