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C.B.TIS. 243

Materia: física II

Alumna: Merly Pérez Ramírez

Semestre: 5to.

Especialidad: ofimática

Temas:

Termología Temperatura

Calor Escalas termométricas y dilatación

Cantidad de calor

Catedrático:

LIC. MAUGRO JOSEIM GOMEZ

Fecha de entrega:

25 de noviembre de 2015

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Índice

Introducción

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Desarrollo: termología

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Temperatura

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Calor

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Escalas termométricas y dilatación

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Cantidad de calor

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Conclusión

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Bibliografía 15

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OBJETIVOS

Comprenderá el funcionamiento de un termómetro.

Identificará las formas de transmisión de calor, pudiendo usarlo

para su conveniencia, por ejemplo en lugares calurosos utilizan el aire acondicionado (clima).

Reconocer las formas de transmisión de calor Calcular los puntos en un termómetro.

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INTRODUCCIÓN

En la realización de este trabajo, es para poder informarles los siguientes

temas:

Termología

Temperatura

Calor

Escalas termométricas y dilatación

Cantidad de calor

Ya que al leer estos temas podemos conocer más sobre nuestro mundo en la

física, y como es que cada tema tiene una ventaja en este planeta.

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TERMOLOGÍA

La termología (termo = calor, logia = estudio) es la parte de la física que estudia

el calor y sus efectos sobre la materia. Ella es el resultado de una acumulación

de descubrimientos que el hombre ha hecho desde la antigüedad, atingiendo

su clímax en el siglo XIX gracias a científicos como Joule, Carnot, Kelvin y

muchos otros.

Asimismo, la palabra terminología se utiliza también para hacer referencia tanto

a la tarea derecolectar, describir y presentar términos de manera sistemática

Definición: es la parte de la Física que estudia las leyes que rigen los

fenómenos caloríficos.

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TEMPERATURA.

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes

de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como

una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema

termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más

específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía

interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los

movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional,

rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que sea mayor la energía

cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es

decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser

las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de

un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus

partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y

vibracional deben tomarse en cuenta también).

El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un

largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea

intuitiva como es lo frío o lo caliente.

Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias

varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo

su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad,

la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así mismo es uno de

los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar lasreacciones

químicas.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de

acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la

temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de

temperatura es elkelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o

escala absoluta, que asocia el valor «cero kelvin» (0 K) al «cero absoluto», y se

gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera

del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La

escala más extendida es la escala Celsius, llamada «centígrada»; y, en mucha

menor medida, y prácticamente solo en los Estados Unidos, la

escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine(°R) que

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establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero

absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada

únicamente en Estados Unidos, y solo en algunos campos de la ingeniería. Sin

embargo, debería utilizarse el Julio puesto que la temperatura no es más que

una medida de la energía cinética media de un sistema, de esta manera

podríamos prescindir de la constante de Boltzmann.

La temperatura de un gas ideal monoatómico es una medida relacionada con

la energía cinéticapromedio de sus moléculas al moverse. En esta animación,

se muestra a escala la relación entre eltamaño de los átomos de helio respecto

a su espaciado bajo una presión de 1950 atmósferas. Estos átomos, a

temperatura ambiente, muestran una velocidad media que en esta animación

se ha reducido dos billones de veces. De todas maneras, en un instante

determinado, un átomo particular de helio puede moverse mucho más rápido

que esa velocidad media mientras que otro puede permanecer prácticamente

inmóvil.

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CALOR

El calor se puede definir como la energía de tránsito desde un objeto con

alta temperatura a un objeto con menor temperatura. Un objeto no posee

"calor"; el término apropiado para la energía microscópica de un objeto

esenergía interna. La energía interna puede aumentarse, transfiriéndole

energía desde uno con mas alta temperatura (mas caliente) -es lo que

propiamente llamamos calentamiento-.

Ejemplo de Calor y Trabajo

Este ejemplo de intercambio entre calor y trabajo como agentes que añaden

energía a un sistema, nos puede ayudar aclarando algunos conceptos erróneos

sobre el calor. Encontré la idea en un pequeño artículo de Mark Zemansky

titulado "Uso y mal uso de la palabra 'calor' en la enseñanza de la Física". La

idea clave de este ejemplo es que, si se nos presenta un gas con

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unatemperatura alta, no podemos decir si alcanzó esa temperatura alta por

calentamiento, por ejercer trabajo sobre él, o una combinación de los dos.

En la descripción de la energía que tiene un objeto a alta temperatura, no es

correcto el uso de la palabra calor para decir que el objeto "posee calor" - es

mejor decir que el objeto posee energía interna, como resultado de su

movimiento molecular. Es mejor reservar la palabra calor para describir el

proceso de transferencia de energía, desde un objeto a alta temperatura hacia

otro a mas baja temperatura. Seguramente podemos tomar un objeto con baja

energía interna y elevarla a una energía interna mas alta por medio de su

calentamiento. Pero tambien podemos aumentar su energía interna realizando

trabajo sobre él, y como la energía interna de un objeto a alta temperatura

reside en el movimiento aleatorio de sus moléculas, no podemos decir que

mecanismo se usó para proporcionarle esa energía.

Para advertir a profesores y estudiantes sobre los peligros del mal uso de la

palabra "calor", Mark Zemansky aconseja reflexionar sobre la canción:

Zemansky apunta que la primera ley de la Termodinámica es una relación a

aclarar. La primera ley identifica a ambos el calor y el trabajo, como métodos

de transferencia de energía, que pueden llevar a cabo un cambio en la energía

interna de un sistema. Despues de ello, ninguna de las palabras calor y trabajo

tienen utilidad alguna en la descripción del estado final del sistema -solo

podemos hablar de la energía interna del sistema-.

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ESCALAS TERMOMÉTRICAS

La temperatura es un concepto que involucra valores positivos y negativos, la asociamos al concepto "fiebre" cuando estamos enfermos, pero la verdad que mucho más amplio. Está presente en nuestra vida cotidiana y no nos damos cuenta. Usted puede enumerar, fácilmente tres situaciones donde se esté presente la temperatura. Para medir la temperatura existe un instrumento llamado termómetro. Este instrumento está formado por un capilar muy fino en el interior de un tubo de vidrio, ambos extremos están cerrados y en uno de ellos se estrecha y el capilar tiene un bulbo con mercurio, el cual se dilata al más mínimo cambio de

temperatura. Existen tres escalas termométricas conocidas y estas son:

1. ESCALA CELSIUS O CENTÍGRADA: Es la más usada, toma como referencia

el punto de fusión del agua para indicar la temperatura mínima, es decir 0 ºC, y

considera el punto de ebullición del agua para indicar la temperatura más alta,

o sea 100 ºC. Es una escala que considera valores negativos para la

temperatura, siendo el valor más bajo de -273 ºC.

2. ESCALA FAHRENHEIT O ANGLOSAJONA: Es una escala que tiene 180º de

diferencia entre el valor mínima y el máximo del termómetro. También relaciona

los puntos de fusión y ebullición del agua para indicar los valores de

temperatura. El valor mínimo es a los 32 ºF y el máximo a los 212 ºF. Al igual

que la escala Celsius, tiene valores negativos de temperatura.

3. ESCALA KELVIN O ABSOLUTA: Es una escala que no tiene valores

negativos. El punto de fusión del agua en esta escala es a los 273 ºK y el punto

de ebullición es a los 373 ºK y la mínima temperatura es 0º K que para la

escala Centígrada resulta ser a los -273 ºK.

ECUACIONES QUE RELACIONAN LAS DIFERENTES ESCALAS.

a) entre las escalas Celsius y Kelvin: ºK = ºC + 273 ºC = ºK - 273 b) entre las escalas Celsius y Fahrenheit: ºC = 5 (ºF - 32) 9 Lo particular de esta ecuación es que se puede transformar de Celsius a Fahrenheit y vis y versa.

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Cuando una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación, según el caso. El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se manifieste un incremento en la temperatura,ya que mientras dure la fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.

Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entrecalor y temperatura.

En tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su temperatura.

La experiencia ha demostrado que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.

La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:

Q = m·Ce·(Tf-Ti)

En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).

Nota: La temperatura inicial (Ti) se anota también como T0 o como t0.

Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0

Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0

Se define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua Ce vale 1 cal/gº C ó 4,186 J.

(Ver Tabla de calor específico para algunas sustancias)

Ver: Equilibrio térmico El calor específico puede deducirse de la ecuación anterior. Si se despeja Ce de ella resulta:

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CANTIDAD DE CALOR

Cuando una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación, según el caso. El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se manifieste un incremento en la temperatura,ya que mientras dure la fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.

Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entre calor y temperatura.

En tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su temperatura.

La experiencia ha demostrado que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.

La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:

Q = m·Ce·(Tf-Ti)

En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura). Nota: La temperatura inicial (Ti) se anota también como T0 o como t0.

Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0

Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0

Se define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua Ce vale 1 cal/gº C ó 4,186 J. MEDIDA DEL CALOR

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De acuerdo con el principio de conservación de la energía, suponiendo que no existen pérdidas, cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto, el calor tomado por uno de ellos ha de ser igual en cantidad al calor cedido por el otro. Para todo proceso de transferencia calorífica que se realice entre dos cuerpos puede escribirse entonces la ecuación: Q1 = - Q2 en donde el signo - indica que en un cuerpo el calor se cede, mientras que en el otro se toma. Recurriendo a la ecuación calorimétrica, la igualdad anterior puede escribirse en la forma: m1 · c1 · (Te - T1) = -m2 · c2 · (Te - T2) (6) donde el subíndice 1 hace referencia al cuerpo frío y el subíndice 2 al caliente. La temperatura Te en el equilibrio será superior a T1 e inferior a T2. La anterior ecuación indica que si se conocen los valores del calor específico, midiendo temperaturas y masas, es posible determinar cantidades de calor. El aparato que se utiliza para ello se denomina calorímetro. Un calorímetro ordinario consta de un recipiente de vidrio aislado térmicamente del exterior por un material apropiado. Una tapa cierra el conjunto y dos pequeños orificios realizados sobre ella dan paso al termómetro y al agitador, los cuales se sumergen en un líquido llamado calorimétrico, que es generalmente agua. Cuando un cuerpo a diferente temperatura que la del agua se sumerge en ella y se cierra el calorímetro, se produce una cesión de calor entre ambos hasta que se alcanza el equilibrio térmico. El termómetro permite leer las temperaturas inicial y final del agua y con un ligero movimiento del agitador se consigue una temperatura uniforme. Conociendo el calor específico y la masa del agua utilizada, mediante la ecuación calorimétrica se puede determinar la cantidad de calor cedida o absorbida por el agua. En este tipo de medidas han de tomarse las debidas precauciones para que el intercambio de calor en el calorímetro se realice en condiciones de suficiente aislamiento térmico. Si las pérdidas son considerables no será posible aplicar la ecuación de conservación Q1 = - Q2 y si ésta se utiliza los resultados estarán afectados de un importante error. La ecuación (6) puede aplicarse únicamente a aquellos casos en los cuales el calentamiento o el enfriamiento del cuerpo problema no lleva consigo cambios de estado físico (de sólido a líquido o viceversa, por ejemplo). A partir de ella y con la ayuda del calorímetro es posible determinar también el calor específico del cuerpo si se conocen las temperaturas T1, T2 y Te, las masas m1 y m2 y el calor específico del agua.

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CONCLUSIÓN

Se puede concluir que cada uno de estos temas tienen una gran relación porque cada uno de ellos hablas sobre calor o temperatura, y al leer podemos saber cómo es que el calor reacciona en nuestro cuerpo.

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BIBLIOGRAFÍAS

Ver: Calor y energía térmica

Fuentes Internet:

www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r8385.PPT

http://www.scribd.com/doc/29854017/CANTIDAD-DE-CALOR

http://www.textoscientificos.com/fisica/calor/cantidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml#ixzz3sN9A9B31