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TERMODINÁMICA
ENERGÍA 2
Elaboró:
Profesor Efrén Giraldo T. MSc.
Revisó:
Profesor Carlos A. Acevedo Ph.D
Presentación hecha exclusivamente
con el fin de facilitar el estudio
Contenido
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Objetivos
Reconocer las diferentes formas deE y su relación
Identificar la energía almacenada ysu relación con la energía entránsito.
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LA ENERGÍA EN TRÁNSITO
Se verá en más detalle esta otra formageneral de energía.
La energía se puede transmitir de un cuerpoa otro principalmente mediante tresmaneras: por Calor Q, por Trabajo W y porflujo másico Eṁ (si hay flujo de materia).
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Figura 2. Las tres formas principales de transmisión de E: Calor Q,
Trabajo W y la energía debida al flujo de masa o flujo másico Eṁ./
Q W Eṁ
http://deisysegura.wordpress.com/fisica-termodinamica/calor/4-a-energia-en-transito
TrabajoEnergía
de flujo
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Figura 3. Esquema general de la energía en tránsito.
El calor Una energía en tránsito
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Figura 4. El Calor Q es una forma de energía en tránsitohttp://www.iticlab.es/majwq/wq/vermini/247
El calor es una de las varias formas en laque los cuerpos pueden transmitir suenergía a otros cuerpos. No es Ealmacenada
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Alta T
Baja T
LINC INTERESANTE
Calor
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Figura 5. El calor siempre se transmite espontáneamente de una
fuente de alta energía a una de baja energía. http://www.biocab.org/Calor.html
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Al llegar el calor a un cuerpo procedentede otro cuerpo, no se almacena comocalor (es energía en tránsito).
Lo que hace es aumentar la vibración omovimiento desordenado de los átomos omoléculas del cuerpo al cual llega.Aumenta su energía interna o térmica.
También puede producir cambios deestado o de fase.
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Energía térmica
“El movimiento de los átomos ymoléculas al azar, crea una formade energía llamada energía térmicaque está presente en toda lamateria”.
“Incluso en los agujeros más fríosdel espacio, la materia todavía tieneenergía térmica medible”.
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LINC: WHAT IS HEAT?
http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/light_lessons/thermal/heat.html
Los cuerpos no tienen calor sino energíatérmica que se manifiesta en los movimientosvibratorios o translacionales desordenados delos átomos o moléculas de los cuerpos.
Para evitar malos entendidos es mejorreferirse a energía térmica en los cuerpos.
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LINC: CALORVIDEO: EL CALOR
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Figura 6. El calor siempre se trasmite espontáneamente de
una fuente de alta T a una de baja T. Lo contrario se puede
dar pero sólo si se fuerza. Sólo si aplicamos energía.http://webs.ono.com/alejandrocea/Fisica/Calor.htm
El calor siempre va de una fuente de alta T a una de baja T
Como el calor es una energía en tránsito no
puede almacenarse.
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Figura 6 a. No se tiene calor. Se recibe calor.
Si se producen variaciones de maneradesordenada a nivel de los átomos omoléculas de un cuerpo, haytransferencia de energía en forma decalor.
Si las variaciones son de posición a nivelmacro respecto a un sistema dereferencia externo, hay transferencia deenergía en forma de trabajo.
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Todas las transformaciones de la energía
terminan en energía térmica o calor.
Al igual que todo en la naturaleza, la energía va
perdiendo calidad, se va degradando hasta
acabar en calor. Y pierde valor si se quiere
volverse a usarse. Pasa a calor de baja T.
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Calor y Temperatura
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LINC CALOR Y TEMPERATURALOS ELECTRONES Y EL CERO ABSOLUTO
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Figura 7. La temperatura es una medida de la energía térmica media. http://www.fucsia.co/sexo-y-relaciones/vida-en-pareja/articulo/amores-separados-kilometros/7045
La transferencia de calor es fundamental en todala naturaleza y en los seres vivos. Nuestroorganismo está en permanente transmisión deenergía desde un órgano a otro. También entra y
sale energía.
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Figura 8. Muchas partes del cuerpo humano están a diferente
temperatura. Así lo indica la termografía.
http://www.sourcewire.com/news/76944/bath-s-royal-national-hospital-for-rheumatic-diseases-incorporates-latest#.U9qt2Pl_uSo
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¡Recuerda mi amorcito
que el calor siempre es
una energía en tránsito.
Lo cuerpos no tienen
calor¡
Figura 9. El calor es una energía en movimiento.http://www.vectorizados.com/vector/7385_chica-con-laptop-hablando-por-celular/
El calor es una energía de baja calidad.
¿Qué es la luz?
Es una radiación electromagnética que incluyeel espectro electromagnético. Se comporta tantocomo partícula y como onda.
La luz puede transmitirse, absorberse, reflejarse
Es por tanto otra forma de energía en tránsito.
Se transmite mediante fotones.
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LINC: LA LUZ
El fuego
http://grupo7ldf.blogspot.com/2011/10/reaccion-en-cadena-teniendo-en-cuenta.html
A todas estas, alguien se preguntará y ¿que es el fuego?
Es la combinación de luz y calorproducida por una combustión donde serequiere un combustible y oxígeno y unareacción de oxidación reducción.
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Figura 10. El triángulo del fuego: combustible, oxígeno, luz y calor.
El Trabajo Otra energía en tránsito
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Figura 11. Para que haya un Trabajo se requiere necesariamente que
una Fuerza produzca un desplazamiento.
El trabajo W otra forma de energía en tránsito
Posición b Posición a
F
El Trabajo W es un tipo de E que se transmite a través
de fuerzas que producen desplazamientos
http://slideplayer.es/slide/1109097/ http://cienciasexactaskb29.bligoo.cl/concepto-de-trabajo-y-energia-cinetica#.U7L0CPl_uSo
El trabajo se transfiere a través de lasfronteras del sistema.
El trabajo depende de la trayectoriaseguida entre los estados inicial y final delsistema.
Por tanto no es propiedad termodinámica ofunción de estado.
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En una compresión Entra energía al sistema.
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http://www.quimitube.com/videos/termodinamica-ejercicio-1-variacion-de-energia-interna-de-un-gas-dentro-de-un-cilindro-con-un-piston-de-5kn#comment-9925
Figura 12. Trabajo de expansión en cual ocurre un aumento de
volumen. Si es al contrario es una compresión.
Figura 13. Trabajo de compresión. Ocurre una disminución de
volumen.
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http://www.wikillerato.org/Calor_y_Trabajo_en_procesos_termodin%C3%A1micos.html
La E en tránsito
Q
Calor
W
Trabajo
Trabajo W se transmite
F desplazamiento
Se transmite por un
diferencial de T
F
d
Figura 14. Las tres formas de E en tránsito: el Calor, Trabajo y Eṁ
Flujo másico
http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=1361
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http://apocalipticus.over-blog.es/article-diez-trucos-para-evitar-el-calor-sin-aire-acondicionado-78018424.html
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P (Pa)
V
Figura 15. Ejercicio sobre trabajo de expansión
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¿Cómo se relaciona el Trabajo (una forma de energía en tránsito), con la energía cinética y potencial que son maneras de energía almacenada ?
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http://contenidosdigitales.ulp.edu.ar/exe/fisica/trabajo_mecnico_y_energa_potencial_gravitatoria.html
W= m . g . h (3)
Figura 16. Relación entre trabajo y energía potencial.
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La energía mecánica se puede convertir en térmica
Figura 17. La energía mecánica se puede convertir en térmica.
http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/light_lessons/thermal/heat.html
Maneras de expresar la Energía de un sistema: E o e
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Bibliografía
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http://www.publimetro.cl/nota/vida/cientificos-logran-temperatura-mas-baja-que-el-cero-absoluto/xIQmaf!GncH5ecC4wotU/
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Crowell, B., The Modern Revolution in Physics, Book 6 in the Light and Matter series of free introductory physics textbooks, available at < http://www.lightandmatter.com/lm/ >, 1998-2005.
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http://es.scribd.com/doc/6941561/100-experimentos-sencillos-de-fisica-y-quimica
http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/light_lessons/thermal/heat.html
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LINC INTERESANTELINC INTERESANTE
LINC: LAS CIUDADES “ISLAS DE CALOR”
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