Calor y Temperatura.

Calor y Temperatura.

1. Temperatura

   • Se origina en las ideas cualitativas de “caliente” y “frío” basadas en nuestro sentido del tacto.
   • Como medir la temperatura
     • Termometro
       • • Cuando el líquido rojo se calienta se expande y sube por el tubo, y el valor de L aumenta.
     • Presión de gas.
       • • Una cantidad de gas en un recipiente de volumen constante, la presión p medida por el manómetro aumenta o disminuye al calentarse o enfriarse.

2. Termómetros y escalas de temperatura

   • Termómetros
     • Tira bimetálica
       • • La tira usualmente se moldea en espiral, con el extremo exterior anclado a la caja y el interior unido a un puntero. El puntero gira en respuesta a cambios de temperatura.
     • Termómetro de resistencia.
       • se mide
         • El cambio en la resistencia eléctrica de una bobina de alambre fino, un cilindro de carbono.
           • Puesto que la resistencia puede medirse con gran precisión.
   • Escalar de temperatura
     • Celsius
       • Negativo
         • Con un estado más frío que el agua al momento de congelarse es un número negativo
       • Denotación (°C)
         • Marcamos con “0” el nivel del líquido del termómetro a la temperatura de congelación del agua pura, y con “100” el nivel a la temperatura de ebullición.
           • luego dividimos la distancia entre ambos puntos en cien intervalos iguales llamados grados.
     • Fahrenheit
       • Denotación (°F)
         • la temperatura de congelación del agua es de 32 °F y la de ebullición es de 212 °F
     • converción de temperatura
       • °F a °C
       • °C a °F

3. Termómetros de gas y la escala Kelvin

   • La escala Kelvin y temperatura absoluta
     • Escala de temperatura Kelvin,
       • Denotación (K)
         • Usamos la temperatura extrapolada a presión cero como base para una escala de temperatura, con su cero en la temperatura kelvin.
           • Vemos que los 3 gases llegan a una temperatura hipotética de -273.15°C en la que la presión absoluta del gas sería cero
           • Es decir:
             • 0 K= -2273.15 °C y 273.15 K = 0 °C
         • Conveción K a °C
   • Termómetro de gas
     • Define una escala de temperatura que no depende de las propiedades de un material específico
       • • Vemos que los 3 gases llegan a una temperatura hipotética de -273.15°C en la que la presión absoluta del gas sería cero

4. Expansión térmica

   • Expansión lineal
     • Es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.
       • Ej.
         • imaginemos una barra metálica de longitud inicial Li y temperatura θi.
           • • Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ, notaremos que su longitud (Li) pasa a ser igual a L
               • La dilatación es directamente proporcional al larco inicial de las barras.
               • Matematicamente
   • Expansión de volumen
     • Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo.
       • Ej.
         • Imaginemos un cubo metálico de volumen inicial Vi y la temperatura inicial θi.
           • • Si lo calentamos hasta la temperatura final, su volumen pasará a tener un valor final igual a V.
               • Ecuación
   • Esfuerzo térmico
     • Esfuerzo de tensión o compresión que se produce en un material que sufre una dilatación o contracción térmica.

5. Cantidad de calor

   • Calor específico
     • Cantidad de calor que por kilogramo necesita un cuerpo para que su temperatura se eleve en un grado centígrado.
       • Ecuación
   • Se puede definir con base en el cambio de temperatura de un material específico.
     • Caloría
       • Denotación (cal)
         • se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g de agua de 14.5 °C a 15.5 °C.
   • Denotación ( )
     • Cuando el calor está asociado a un cambio de temperatura infinitesimal , lo llamamos

6. Calorimetría y cambios de fase

   • cambios de fase
     • Fase
       • Término para describir un estado específico de la materia, como sólido, líquido o gas.
     • Significa
       • transición de una fase a otra
         • suelen incluir grandes cantidades de energía.
     • calor de fusión
       • convertir hielo a agua líquida
         • transferencia de calor en un cambio de fase
     • sublimación
       • fase sólida a la gaseosa
     • ebullición
       • agua ha pasado a la fase de vapor
   • calorimetria
     • significa “medición de calor”

7. Mecanismos de transferencia de calor

   • Los tres mecanismos de transferencia de calor son
     • Radiación
       • Es la transferencia de calor por radiación electromagnética, como la luz del Sol, sin que tenga que haber materia en el espacio entre los cuerpos.
     • Conducción
       • Dentro de un cuerpo o entre dos cuerpos que están en contacto.
         • Sólo hay transferencia de calor entre regiones que están a diferente temperatura, y la dirección de flujo siempre es de la temperatura más alta a la más baja
     • Convección
       • Depende del movimiento de una masa de una región del espacio a otra

8. Calor

   • Se refiere a transferencia de energía de un cuerpo o sistema a otro, a causa de una diferencia de temperatura.

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