CALORparte 2

CALORparte 2

Profesores: Eliana Ames Santillán

Juan Cier Chávez

EFECTOS DEL CALORSOBRE LOS CUERPOS

APLICACIÓN 2

ENLACE 2

GLOSARIO

TIPS DE INTERÉS

ACTIVIDAD 2

MAPA DE NAVEGACIÓNMAPA DE NAVEGACIÓN

ACTIVIDAD Nº2EFECTOS DEL CALOR EN LOS CUERPOS

ACTIVIDAD Nº2EFECTOS DEL CALOR EN LOS CUERPOS

¿ Qué puede ocurrir si someto un cuerpo directamente al

calor ?

El cuerpo aumenta en sus dimensiones, es decir se DILATA.

No olvides que el rozamiento también genera calor y DILATACIÓN como

en el caso de los rieles del tren.

Dilatación Lineal en una dimensión, longitud.

Los tipos de dilatación son:

Los metales son los mejores conductores del calor mientras que los plásticos y las maderas son los peores.

Maestro, ¿ Y cuáles son los tipos de dilatación ?

Dilatación Superficial, el cuerpo aumenta en dos dimensiones, largo y ancho.

Por eso las veredas y pistas presentan espacios libres unas con otras para no sobreponerse entre

ellas por efecto de la dilatación.

Dilatación Volumétrica, ocurre en tres dimensiones y se producen en cuerpos en estado:

a) Líquidos

b) Sólidos ¡Qué interesante!

c) Dilatación de Gases

Si calentamos un gas, éste se expanderá como en la figura… el gas del tubo inflará al

globo tratando de ocupar mayor lugar.

En clase me dijeron que antiguamente se usaba el Aparato de Regnault para

medir la dilatación de los gases de volumen constante.

En conclusión la dilatación es.........

Ahhh. ¡Ya entendí.!

Como verás, cuando el calor aumenta la energía cinética de las moléculas del

agua se produce un efecto de este llamado CAMBIO DE FASE.

Maestro, ¿Qué fenómeno físico está ocurriendo aquí?

Observa Pedro , qué ocurre molecularmente cuando aumenta la ENERGÍA CALORÍFICA

Mmmmm …… Ya veo, es interesante…

Te diste cuenta que hemos tomado de ejemplo al agua para explicar los cambios de fase.

Sí maestro, también se pudo haber tomado como

ejemplo al anhídrido carbónico.

H

H

H

H

H

O

O

OO

O

OO

O

Y, ¿Cómo se forman las nubes en la naturaleza?

Ya sabemos que el aire al calentarse se eleva, al elevarse se expande porque está sujeto a menor presión. Al

expandirse y al hacerse lenta se adhiere con facilidad a otras moléculas, si el aire contiene iones o moléculas

más grandes se forma una nube.

La evaporación es un proceso natural en el que

las moléculas de un líquido se desprenden de su

superficie libre para tratar de equilibrar la presión

externa con la presión que ejercen las moléculas que

están debajo.

Observa las moléculas del gas. Están en constante

movimiento.

Observa los cambios de fase.T° vs. Calor

540

Observa el calor latente de fusión o de

solidificación del agua

Observa el calor latente de ebullición o de

condensación del agua

Q = mLQ = mLDonde:Donde:

Q =Q = Calor absorbido o perdidoCalor absorbido o perdido

m =m = masa de la sustanciamasa de la sustancia

L =L = calor latente de la sustanciacalor latente de la sustancia

Calor latente:

CAMBIO DE FASECAMBIO DE FASE

Cuando un cuerpo pasa Cuando un cuerpo pasa de una fase a otra se de una fase a otra se

llama cambio de fase, y llama cambio de fase, y esto sólo sucede cuando esto sólo sucede cuando

los cuerpos los cuerpos experimentan una experimentan una

ganancia o pérdida de ganancia o pérdida de calor, siempre a una calor, siempre a una

presión y temperatura presión y temperatura determinada.determinada.

Vaporización

Sólido Gas

Líquido

Fusión

Sublimación

Condensación

Solidificación

Necesitas más información ???

Haz clic aquí

Es el punto de una escala termométrica donde coexisten en equilibrio el hielo, el agua líquida y el vapor de agua bajo cierta

presión. Donde la temperatura es de 273, 16 K.

Punto triple del agua, observemos las móleculas de acuerdo al estado en que se encuentran.

Temperatura (ºC)

SólidoLíquido

Punto triple

Punto normal de Disolución

Fluido super crítico

Punto crítico

Punto Normal de Ebullición

Gas

P

R

E

S

I

Ó

N

(atm)

ESQUEMA DE FLUJO DE CALOR PARA UN CAMBIO DE FASE

ESQUEMA DE FLUJO DE CALOR PARA UN CAMBIO DE FASE

0 TºC

Q fusión Q sólido Q líquido Q Vapor

100-273

Hielo Agua Vapor

Qf = Lf . m

Lf = 80 cal

Qv = Lv . m

Lv = 540 cal

Qt = Qs + Qf + Ql + Qv

En tus problemas aplicarás éstas fórmulas, tomando en cuenta la fase en que se

encuentre la materia.

APLICACIONES Nº 2APLICACIONES Nº 2

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/estados1.htm

Al abrir esta página encontrarás cuatro aplicaciones.1. Estado Sólido2. Estado líquido3. Estado gaseoso4. Cambios de estadoHarás click en cada una de ellas para iniciar el experimento virtual. Observa el comportamiento mólecular en cada fase.Programa las temperaturas para iniciar las experiencias.

¡Suerte en tu aplicación !

Será divertido, pero debo esperar a que el programa cargue.

1. Estado Sólido

2. Estado líquido

3. Estado gaseoso

4. Cambios de estado

Estados de agregación de la materiaEstados de agregación de la materia http://80.32.209.78:8090/web/ciencias/calor/calor/estados/index.htmhttp://80.32.209.78:8090/web/ciencias/calor/calor/estados/index.htm

http://http://www.omerique.netwww.omerique.net//twikitwiki//pubpub/Recursos//Recursos/CalorTemperaturaCalorTemperatura//elcalorylatemperatura.htmlelcalorylatemperatura.html

DilataciónDilatación http://profis.tripod.cl/dilatacion.htm

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.jpopulos.addr.com/apoyodigital/secundaria/sg/Imagessg/sgt52fig45.jpg&imgrefurl=http://www.jpopulos.addr.com/apoyodigital/secundaria/sg/sgt52.htm&h=95&w=97&sz=2&tbnid=MUCG6zKx6qIJ:&tbnh=74&tbnw=76&hl=es&start=9&prev=/images%3Fq%3Ddilataci%25C3%25B3n%2Bde%2Bgases%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DG

ENLACES Nº 2ENLACES Nº 2

TIPS de Interés para los alumnos con

curiosidad científica

¿UN HIELO QUE ARDE?

Sí, aunque no lo creas existe y se llama hidrato de metano, tiene la apariencia de un cubo de hielo de color gris, si se le acerca un cerillo encendido empezará a arder. Las bacterias del sedimento del fondo de los océanos consumen materia orgánica y generan metano gaseoso que en condiciones de alta presión y baja temperatura forma el hidrato de metano. Se cree que hace 10,000 años a medida que se fundió el casquete polar aumentó el nivel de agua en los océanos sumergiendo las zonas árticas ricas en depósitos de hidratos.

El agua de los océanos más o menos caliente, debió de haber fundido los hidratos, con lo que se puede haber liberado grandes cantidades de metano a la atmósfera (gas responsable del efecto de invernadero), acelerando el final de la era glacial, puesto que se condujo al Calentamiento Global.

Por otro lado si se sigue aumentando los niveles de CO2 (también los CFC y el metano) en la atmósfera, en aproximadamente el 25% la temperatura promedio de la tierra aumentará alrededor de 1 a 3 º C en el presente siglo, aunque parezca insignificante esta variación de temperatura es suficiente como para alterar el delicado balance térmico de la tierra.

SABÍAS QUE SI EN LA ATMÓSFERA NO HUBIERA DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) ¡LA TIERRA SERÍA UNOS 30ºC MÁS FRÍA! ¿HABRÍA VIDA EN LA TIERRA?.........¿TÚ QUÉ PIENSAS?

¿CÓMO OCURRE EL PATINAJE SOBRE HIELO?

Sabías que la presión ejercida por el patinador en el hielo disminuye su punto de fusión, y la película de agua formada bajo las navajas de los patines actúa como lubricante entre éstos y el hielo lo que permite su fácil deslizamiento sobre el hielo. Explicado por el Equilibrio hielo-agua.La pendiente negativa de la curva sólido-líquido significa que el punto de fusión del hielo disminuye con el aumento en la presión externa.

¿CÓMO SE PRODUCE EL COCIMIENTO DEL HUEVO EN LA CIMA DE UNA MONTAÑA?

Suponiendo que se encuentre en la cima del Pico Pike (colorado Estados Unidos) a una altura de 14 000 pies sobre el nivel del mar, a esta altitud la presión atmosférica es de 0,6 atm, así que para recuperar parte de las fuerzas usted decide hervir un huevo y ¡Oh…! Se da cuenta que el agua hierve a 86ºC, entonces usted procede a romper el cascarón y se da con la sorpresa de que aún no coció. ¿Qué sucede? Lo que en realidad cuece al huevo no es la acción de hervir, sino la cantidad de calor suministrada, la cantidad de calor generado es proporcional a la temperatura del agua. Tal vez usted podría esperar 30 min. para cocer un huevo en ese lugar.

¿POR QUÉ LOS LAGOS SE CONGELAN DESDE LA SUPERFICIE HACIA EL FONDO?

Aunque no lo creas este proceso tiene un gran valor ecológico.Por ejemplo, si consideramos los cambios de temperatura de un lago en un clima frío, a medida que la temperatura del agua cercana a la superficie disminuye, aumenta su densidad. El agua más fría se va hacia el fondo, el agua más tibia que es menos densa se va a la superficie. Este movimiento de CONVECCIÓN continua hasta que la temperatura llega a 4ºC aprox.Cuando la temperatura desciende por debajo de este valor, la densidad del agua comienza a disminuir de modo que el agua no se va al fondo.El agua de la superficie con mayor enfriamiento comienza a congelar, el hielo formado no se hunde porque es menos denso que el líquido constituyéndose en un aislante térmico que favorece la vida debajo de él.

¿Sabías qué? . . .

Un horno solar funciona sólo con Un horno solar funciona sólo con la energía calorífica proveniente la energía calorífica proveniente del sol. Estos hornos están del sol. Estos hornos están constituidos por espejos que constituidos por espejos que colocados convenientemente colocados convenientemente concentran los rayos solares sobre concentran los rayos solares sobre dispositivos especiales o sobre los dispositivos especiales o sobre los cuerpos que se desea fundir. cuerpos que se desea fundir.

GLOSARIOGLOSARIO Aceleración: Es el aumento o disminución constante de la velocidad en cada

unidad de tiempo. Es una magnitud vectorial. Cantidad: Es el resultado de una medición. Calórico: Sustancia invisible que se encontraba presente en todos los

cuerpos calientes según se creía antiguamente. Calor: Es la transferencia de energía térmica entre 2 cuerpos que están a

diferentes temperaturas. Cohesión: Es la atracción entre moléculas iguales. Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Dilatación: Es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos por

acción del calor. Efecto de Invernadero: Describe el mecanismo por el cual los gases de la

atmósfera en particular el dióxido de carbono, atrapan el calor cerca de la superficie de la tierra. El techo de vidrio de un invernadero transmite la luz solar visible y absorbe parte de la radiación infrarroja emitida, y de esta manera atrapa el calor. El dióxido de carbono funciona como un techo de vidrio.

Energía: Se define como la capacidad de efectuar un trabajo (fuerza por distancia). Todos los tipos de energía pueden producir un trabajo.

Energía Cinética: Es producida por un objeto en movimiento, la energía cinética de las moléculas aumenta con la temperatura.

Energía Interna: Es la energía que poseen los cuerpos por su configuración interna y del movimiento de sus moléculas.

Energía Térmica: Está asociada al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas, se puede calcular a partir de mediciones de temperatura.

Energía Potencial: Es el trabajo que efectúan los cuerpos cuando se encuentran a una cierta altura con respecto a un nivel de referencia.

Equilibrio: Es el estado de reposo de los cuerpos producido por la acción de fuerzas iguales y contrarias.

Equivalente mecánico: Es el número de unidades de trabajo que equivalen a una unidad de calor.

Kilocaloría: Cantidad de calor necesaria para que un kilogramo de agua destilada eleve su temperatura en un grado centígrado. Es igual que 1000 cal.

Sistema Abierto: Puede intercambiar masa y energía por lo general en forma de calor con sus alrededores.

Sistema Cerrado: El cual permite la transferencia de energía (calor) pero no de masa.

Sistema Aislado: No permite el intercambio de energía ni de masa, el recipiente está cerrado en una cubierta al vacío.

Vacío: Lugar donde no hay móleculas, por lo tanto no existe la noción de temperatura.