Transcript termodinamica.

TERMODINÁMICA
COLEGIO
DISTRITAL
MARIA
INMACULADA
DOCENTE:
AURA SANDOVAL
TORRES
La
temperatura de una sustancia es
la medida de la energía cinética
promedio de cada una de sus
partículas.
Si dos sustancias (objetos) están a la misma
temperatura no fluirá calor de la una a la
otra. Si están próximos entre si, se dice que
están en equilibrio térmico.
El cuerpo más frió aumenta
su temperatura
Mientras que
El cuerpo más caliente
disminuye su temperatura
 ESCALA
CELSIÜS. (Anders Celsius 1701 - 1744).
Cuando la temperatura de un cuerpo cambia, el cuerpo puede pasar de una fase a
otra. En nuestro caso la fusión del agua se da a 0°C y el punto de ebullición a
100°C.
 ESCALA
FAHRENHEIT (Gabriel D» Fahrenheit 1686 -
1736).
Temperatura de fusión del agua == 32T
Temperatura de ebullición del agua = 212°F
Por tanto, la diferencia entre estas dos temperaturas e» 212°F - 32°F = 180°F
 ESCALA ABSOLUTA
O KELVIN.
Temperatura de fusión del agua = 73.15k
Temperatura de ebullición del agua=73.15 K
.

tk=273.15+t(°C)
otra forma
Tk=. t c+ 273.15 K
Temperatura de fusión del agua:
0°C = 32°F
Temperatura de ebullición del agua; 100°C = 212°F
Al hacer una representación cartesiana de °F en función de °C (se
deja de tarea al estudiante) podemos inferir;
Tf= . tc+ 32ºF
despejando
Tc= (tf - 32 ºF)
1.
Dos cuerpos, A y B, con temperaturas diferentes, IA > te, se
ponen en contacto y aislados de influencias externas.
a) Diga que sucede a los valores de ta Y tb.
b) ¿Cómo se denomina el estado hacia el cual tienden ambos
cuerpos?
c)
2.
Cuando se alcanza este estado, ¿Qué podemos
decir acerca de los valores de ta Y tb. ?
Para medir la temperatura de una persona debemos mantener
el termómetro en contacto con ella durante cierto tiempo.
¿Por qué?
3. Explica de qué factor depende el valor de la temperatura de
ebullición de un liquido.
Halle la temperatura dada a la escala indicada
en cada caso:
a) 648K=__________°F=_______________ °C
b) 25°C=__________°F= ________________K
c) 290K-__________
°C= ____________ °F
d) 16°F = _____________ K=____________ºC
e) 64°C=_______________K=____________ºF
f) 319°F=___________°C=______________K
g) 44 ºF=____________ °C=______________K
h) 12°C= _________ °F = ________________K
La dilatación trae como consecuencia inmediata un
aumento en el volumen de los cuerpos, sin
embargo, si se trata de una varilla o de un
alambre, la dilatación solamente será apreciada
en cuanto a la longitud se refiere, pero si se
trata de una lámina interesará particularmente
la dilatación superficial y si es de un cuerpo
habrá que tener en cuenta la dilatación cubica
Consideremos, por ejemplo, que Lo es la longitud inicial de una
barra, a una temperatura t0.

Si elevamos la temperatura de la barra a t, su longitud se vuelve L.
Entonces, una variación de temperatura At = t- to produjo una dilatación
Ai = L – Lo en la longitud de la barra. Experimentalmente se ha
demostrado que la variación de la longitud (A¿) que sufre una varilla
depende linealmente de la longitud original de la varilla (Lo) y de la
variación de la temperatura a la cual se somete, siendo proporcional a
ambos, es decir
ΔL α Lo Y ΔL α Δt, luego una de las propiedades de las proporciones nos
permite escribir que ΔL α Lo, t, de donde ΔL= α Lo Δt
La constante de proporcionalidad a se
denomina coeficiente de dilatación lineal.
Α = ∆L/L0 ∆t
La ley que rige la dilatación superficial es análoga a la que rige la
dilatación lineal. Por tanto.
El coeficiente γ se denomina coeficiente de dilatación volumétrica y se
puede deducir que para un determinado y = 3α. Es fácil demostrar para
un razonamiento análogo que
En la dilatación volumétrica . la capacidad de un recipiente cualquiera
aumenta cuando se eleva su temperatura, debido a la ampliación de la
parte hueca (volumen interno) del recipiente. De igual forma la
dilatación de cualquier objeto que se calienta es isotrópica, es decir,
que es la misma en todas las direcciones. Por tanto, el volumen de un
liquido, gas o solido sufrirá un incremento predecible en volumen al
aumentar la temperatura
Los líquidos se dilatan obedeciendo las mismas leyes" que
estudiamos para los sólidos. Únicamente debemos recordar que
como los líquidos no tienen forma propia, sino que toman la
forma del recipiente que los contiene, el estudio de su dilatación
lineal y superficial no tiene significación. Lo que interesa en
general, es el conocimiento de su dilatación volumétrica.
Casi todos los líquidos se expanden al calentarse. ¡Pero el
agua helada hace todo lo contrario! Si se Toma un tubo
de ensayo con agua, y se coloca dentro de una masa de
hielo fundente, es decir, a 0°C (o 32ºC) se contrae al
aumentar su temperatura. Esto es muy extraño. Conforme
aumenta la temperatura del agua se sigue contrayendo
hasta alcanzar una temperatura de 4°C (ver figura). A
partir de esta temperatura, el agua invierte su dirección y
se eleva continuamente, indicando la dilatación normal
con un aumento de la temperatura. Esto significa que el
agua tiene su mínimo volumen (disminuye) y su máxima
densidad a 4°C, El diagrama volumen - temperatura para
el agua tiene, entonces, el aspecto que se muestra en la
figura.
Este hecho explica por qué en países donde el invierno es muy riguroso, los lagos
y. tos ríos se congelan Únicamente en la superficie, mientras que en el fondo queda
agua con máxima densidad es decir, agua a 4°C, dando lugar, entre otras cosas, a
que la vida, sea posible en el interior de éstos (flora y fauna) aun cuando las
temperaturas exteriores sean menores que 0°C.
1.
Una lámina rectangular mide 5m de largo y 3m de ancho a 0°C.
¿En cuanto aumenta su área cuando se calienta a 80°C, siendo el
coeficiente de dilatación térmica lineal a = 2 x 10''loC ' ?
2.
Un bulbo de vidrio se llena con 50cm3 de mercurio a 20°C. ¿Qué
volumen se derramará si el sistema se calienta uniformemente a
60°C?
3.
El agua hierve a 100°C y se congela a 0°C a la presión
atmosférica a nivel del mar. A una presión mayor, el agua hervirá
a:
El agua hierve a 100°C y se congela a 0°C a la presión
atmosférica a nivel del mar. A una presión mayor, el agua
hervirá a:
3.
4.
a)
Una temperatura más baja y el hielo se derretirá a una temperatura más
baja.
b)
Una temperatura más baja y el hielo se derretirá a una temperatura más
alta.
c)
Una temperatura más alta y el hielo se derretirá a una temperatura más
alta.
d)
Una temperatura más alta y el hielo se derretirá a una temperatura más
baja.
Un frasco de cuello largo que contiene agua hasta el nivel P, se
empieza a calentar y el nivel desciende temporalmente a Q,
para luego subir notablemente por encima de P hasta el nivel
R, como se muestra en la figura. Según lo anterior, cuando el
nivel del agua cambia.
a)
De P a Q, las paredes del frasco se contraen.
b)
De Q a R, el volumen del agua es menor que el anterior.
c)
De P a Q, las paredes del frasco se dilatan.
d)
De Q a R, el volumen del agua se dilata
5.
Para destapar un frasco de vidrio cuya tapa metálica está muy
ajustada, suele calentarse el frasco. Si los dos, el frasco y la tapa se
dilatan, ¿por qué es más fácil destapar el frasco cuanto esta caliente?
6.
explique por que un vaso de vidrio común probablemente se romperá
si se le llena parcialmente con agua hirviendo
7.
¿Por qué si lo llenamos por completo hay menos probabilidad de que
se rompa?
8.
por qué no se quebraría si fuera de vidrio Pyrex?
9.
Para comprender el significado del coeficiente de dilatación lineal,
llene los espacios vacíos que aparecen en las afirmaciones siguientes:
Cuando se dice que el coeficiente de dilatación lineal del plomo vale
29 x 10^ °C1, esto significa que una barra de plomo De 1 km de
longitud se dilata 29 x 10"6 km cuando su temperatura aumenta en