Transcript Calor i temperatura.odp

Calor i temperatura
Energia calorífica, energia tèrmica i calor són termes que
signifiquen el mateix: energia que cedeix un cos que està a una
temperatura alta a un cos que està a una temperatura inferior.
És important distingir entre energia calorífica i temperatura:
- energia calorífica és una quantitat d'energia,
- temperatura és una manera de mesurar aquesta energia i es pot fer
de moltes maneres i obtenir el mateix resultat.
1
Calor i temperatura
La calor
La calor és l'energia que es
transfereix des dels cossos calents
als cossos freds.
Mai no s'ha observat que un cos més
fred cedeixi calor a un cos més
calent.
Igualment és incorrecte suposar que
els cossos freds “cedeixen fred”.
Els cossos freds absorbeixen calor
dels que estan més calents.
2
Calor i temperatura
Fonts de calor
El Sol que emet moltes castes d'energia
a la vegada
●El foc que és un procés de combustió
que converteix energia química en
energia calorífica.
●Les resistències elèctriques que
alliberen calor en oposar-se al pas de
l'electricitat (per això en deim
resistències), de la mateixa manera que
frenar una bicicleta escalfa els frens
●Els objectes calents que irradien calor
cap als més freds o bé la transmeten per
conducció
●
3
Calor i temperatura
Contesta (pàgina 125)
1. Perquè dóna calor el Sol?
2. Qui té més energia interna, un cos calent o un cos fred?
3. És possible passar calor des d'un cos fred a un calent?
4. És possible mesurar temperatures només per la sensació que
produeixen a la pell?
4
Calor i temperatura
Temperatura
La temperatura és una manera de mesurar la quantitat de calor d'un cos.
També podem dir que temperatura és una manera de mesurar l'energia
interna d'un cos
Igualment es pot dir que la temperatura és una manera de mesurar el
moviment de les partícules (àtoms o molècules) que formen un cos
5
Calor i temperatura
Termòmetres
Els termòmetres són aparells que es fan servir per mesurar d'una
manera fiable la temperatura d'un cos.
Actualment molts termòmetres són digitals i indiquen directament la
temperatura tot i que n'hi ha alguns més senzills que van amb alcohol.
Els de mercuri (Hg) ja no es fan servir perquè el mercuri és verinós.
6
Calor i temperatura
Calibratge de termòmetres: escala
Celsius
Calibrar un termòmetre consisteix en marcarhi uns punts fixos, iguals en tots els
termòmetres.
Originalment això es feia submergint el
termòmetre en aigua bullent i marcant el
100º. Després es submergia el termòmetre en
aigua amb gel i es marcava el 0º.
La diferència es dividia en 100 parts iguals.
7
Calor i temperatura
Calibratge de termòmetres: escala Farenheit
L'escala Farenheit es fa servir en els països de parla anglesa. Aquesta
escala es diferencia de la centígrada en què el punt de fusió del gel
s'assigna als 32ºF i el punt d'ebullició de l'aigua a 212ºF.
Per passar d'una a l'altra es fa servir la relació següent
T(ºC) = [T(ºF) -32]/1,8
T(ºF) = T(ºC)·1,8 + 32
8
Calor i temperatura
Contesta (pàgina 127)
1. A quin efecte físic correspon el zero de l'escala Celsius? I el cent?
2. Perquè l'escala Celsius s'anomena centígrada?
3. Poden tenir temperatures diferents dos objectes en equilibri tèrmic
mesurats en la mateixa escala?
4. Què indica la temperatura d'un cos?
5. Explica com s'utilitza un termòmetre
6. Què entenem per equilibri tèrmic?
9
Calor i temperatura
Preguntes: efecte de la calor sobre els cossos
* Quants graus C són 232ºF?
* Quants graus F són 36 ºC?
Tenim dues piscines amb la mateixa superfície però la primera
és molt més fonda que la segona. Després de les mateixes
hores de Sol, quina de les dues tendrà la temperatura més alta?
A igualtat d'energia (calorífica) rebuda els cossos de més
poca massa augmenten molt més la seva temperatura
10
Calor i temperatura
Preguntes: efecte de la calor sobre els cossos
Tenim dos pots amb aigua col·locats sobre dos escalfadors
idèntics. El primer l'escalfam durant 6 minuts i el segon durant
12. Quin dels dos estarà a una temperatura més alta?
La temperatura d'un cos augmenta amb el temps
d'escalfament o, el que és igual,amb la quantitat d'energia
rebuda
11
Calor i temperatura
Preguntes: efecte de la calor sobre els cossos
Cada substància té una característica particular anomenada calor
específica que l'energia necessària per augmentar la temperatura d'un
gram de la substància un grau. Com més gran és més quantitat de
calor es necessita per pujar una determinada quantitat de la
substància.
Aigua : 1
Alumini:0,212
Arena:0,2
Vidre:0,199
La temperatura d'un cos augmenta més, a igualtat
d'energia calorífica rebuda, com més baixa és la calor
específica
12
Calor i temperatura
RESUM
Els efectes de la calor sobre els cossos depenen de tres
factors:
1. La massa del cos escalfat
2. La quantitat de temps que dura l'escalfament o, el que és
igual, la quantitat de calor que es cedeix al cos
3. El tipus de substància de què estigui fet el cos expressat
per mitjà de la seva capacitat calorífica
13
Calor i temperatura
Contesta (pàgina 129)
1. Quin material s'escalfa abans, l'argent o l'alumini? L'arena o l'aigua?
Quin es refreda abans?
2. De quins factors depèn l'augment de temperatura d'un cos en
escalfar-lo?
3. Què és la calor específica d'una substància?
4. Què significa que una substància tengui una calor específica baixa?
14
Calor i temperatura
Preguntes: efecte de la calor sobre els cossos
* Imagina que ets a la platja a les 12 del matí d'un mes de juliol. Qui
està cedint calor a qui: l'aigua a l'arena de la platja o l'arena a l'aigua?
* Perquè notam una sensació de fred quan tocam un bandolàs
d'alumini? Està realment més fred?
15
Calor i temperatura
Dilatació
La dilatació és l'efecte pel qual gairebé totes les substàncies
augmenten el seu volum quan se'ls comunica calor. L'efecte contrari
es diu contracció.
La dilatació és manifesta molt més en els gasos que no en els líquids i
en els líquids més que no en els sòlids.
16
Calor i temperatura
La dilatació de l'aigua
Quan refredam aigua,a 0ºC, passa a gel que és més poc dens que
l'aigua i ocupa més volum, per això sura.
No obstant això l'aigua, anòmalament, es contrau quan s'escalfa de
0ºC a 4ºC. A partir dels 4ºC es dilata normalment com totes les altres
substàncies.
17
Calor i temperatura
La dilatació de l'aigua: efectes
En els rius i llacs l'aigua comença a gelar-se per la
superfície. Com que el gel sura va formant una capa aïllant
que impedeix que es geli l'aigua del fons. Així la vida pot
continuar durant l'hivern.
A l'hivern les canonades es gelen i es trenquen.
L'aigua s'infiltre a les escletxes de les roques, es gela, es
dilata i les roques es trenquen, la qual cosa contribueix a
l'erosió.
Els icebergs suren a l'aigua perquè la densitat del gel és
més baixa que la de l'aigua.
18
Calor i temperatura
Efectes de la calor: canvis d'estat
Quan un cos rep contínuament energia
calorífica arriba un moment que
l'energia guanyada és prou gran per fer
canviar d'estat la substància: el cos es
fon o s'evapora.
Si en comptes d'escalfar un cos el
refredam (li robam energia) el cos
també canvia d'estat i passa de gas a
líquid (es condensa) i de líquid a sòlid
(es gela o solidifica, si no es tracta
d'aigua)
19
Calor i temperatura
Efectes de la calor: canvis d'estat
La matèria es pot presentar en tres estats: sòlid, líquid o
gasós
Fusió: és el pas de sòlid a líquid amb absorció de calor. Es
fa a una temperatura fixa
Solidificació: és el pas de líquid a sòlid que té lloc per
pèrdua d'energia a la mateixa temperatura que la fusió
Sublimació: és el canvi d'estat directe entre un sòlid i un
líquid
20
Propagació de la calor
La calor es propaga d'un lloc a l'altre per mitjà de tres
mecanismes: conducció, convecció i radiació
La conducció es dóna, prioritàriament, a través de les
substàncies sòlides i líquides. El moviment que es propaga
és la vibració de les partícules que formen l'objecte que
s'escalfa.
21
Propagació de la calor
La convecció és la propagació de calor a causa del
moviment de la matèria. La convecció és l'origen que
l'aigua d'un cassó calent bambollegi o de la producció de
les brises entre la terra i el mar.
22
Propagació de la calor
La radiació és la propagació de calor que no necessita cap
mitjà de transmissió: en el buit. La calor que desprèn el Sol
ens arriba per radiació, concretament de radiació infraroja
23