TEMPERATURA Y CALOR

TEMPERATURA Y CALOR TEMPERATURA Y CALORTemperatura de una sustancia: es una magnitud fsica escalar que depende su valor del estado de movimiento de las molculas de la sustancia ( en particular, est en funcin de la velocidad de dichas molculas).

Calor (Q): Es el proceso de transferencia de energa de una sustancia a otra debido a una diferencia de temperatura. (Energa en trnsito)

TERMMETROSInstrumentos utilizados para medir la temperatura. Los mas comunes se basan en la propiedad de expansin trmica que poseen ciertas sustancias.Los termmetros ms utilizados son a base de mercurio o alcohol.

TermocuplasLas termocuplas son el sensor de temperatura ms comn utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al transferir calor en la unin de los metales se genera un voltaje muy pequeo (efecto Seebeck) del orden de los milivoltios el cual aumenta con la temperatura.Por ejemplo, una termocupla "tipo J" est hecha con un alambre de hierro y otro de constantn (aleacin de cobre y niquel). Al colocar la unin de estos metales a 750 C, debe aparecer en los extremos 42.2 milivoltios.

TermocuplasNormlmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable otro material, en un extremo est la unin y en el otro el terminal elctrico de los cables, protegido adentro de una caja de aluminio.

Relacin entre las escalas de temperatura RELATIVAS Y ABSOLUTADe Kelvin a Celsius:Tc= Tk 273 De Fahrenheit a Celsius: Tf=9/5 Tc +32

Se llaman escalas relativas porque han sido creadas en base a dos temperaturas de referencia, como son el punto de fusin del hielo y el punto de ebullicin del agua.Se llama absoluta porque se ha considerado la temperatura del cero absoluto, temperatura a la cual ya no hay movimiento de las molculas de la sustancia. UNIDAD DE CALORCalora ( cal): cantidad necesaria de calor para elevar la temperatura de 1g de agua de 14,4 C a 15,5 C. En el sistema SI la unidad de calor es la unidad de energa, es decir, el Joule.

1cal = 4,186 J

EQUILIBRIO TERMICOSi se colocan en contacto 2 cuerpos que tienen diferentes temperaturas, el de mayor temperatura cede calor para alcanzar el equilibrio trmico con el otro cuerpo.

Principio Cero de la TermodinmicaDos sistemas en equilibrio trmico con un tercero, estn en equilibrio trmico entre s

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Conduccin: Transferencia por contacto, por ejemplo: una cuchara dentro de agua caliente.

Conveccin: Transferencia por movimiento de masa de la sustancia, por ejemplo: el calentamiento del agua o del aire.

Radiacin: Transferencia a travs de radiaciones emitidas por los cuerpos calientes, por ejemplo: la radiacin solar o de una fogata.

Maestro Cmo pasa el calor de un cuerpo a otro?RADIACINCONDUCCINCONVECCIN12CALORIMETRAPrincipios de la Calorimetra

1er Principio: Cuando 2 o ms cuerpos con temperaturas diferentes son puestos en contacto, ellos intercambian calor entre s hasta alcanzar el equilibrio trmico (Deriva del Principio Cero de la Termodinmica).2do Principio: La cantidad de calor recibida por un sistema durante una transformacin es igual a la cantidad de calor cedida por l en la transformacin inversa.

CALORIMETRAQ = Energa trmica en trnsito

Nota: Convencin de signos. Q absorbido (positivo) Q cedido (negativo)

Q = 0Qced + Qabs=0CALORIMETRACalor sensible de un cuerpo: es la cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo al sufrir una variacin de temperatura (DT) sin que haya cambio de estado fsico (slido, lquido o gaseoso).

Q = m c T

Calor especfico y Capacidad calorfica

Calor especfico de una sustancia (c): Es el calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de sustancia en un grado Celsius.

CAPACIDAD CALORFICA (C) Es la cantidad de energa trmica necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en 1 C

TRANSICIONES DE FASE

CALOR LATENTECuando ocurren cambios de fases, el calor administrado no aumenta la temperatura de la sustancia, es usado para vencer las fuerzas de atraccin entre molculas. La transicin de fase ocurre a temperatura constante.La energa suministrada durante un cambio de fase se llama CALOR LATENTE.L = Q mLf = calor latente de fusin del hielo Lv = calor latente de vaporizacin del agua

Calor de Fusin del hielo LF

Es la cantidad de calor necesaria para fundir 1 g de hielo = 80 cal/gCalor especfico del hielo es 0.5 cal/(g C)

Calor de Vaporizacin LV

Es la cantidad de calor necesaria para transformar 1 g de agua en vapor = 540 cal/gCalor especfico del agua es 1 cal/(g C)Calor especfico del vapor es 0,5 cal/(g C)

Determinacin del calor especfico de una sustanciaQabs + Q ced = 0 (50,0 g) (1 cal g-1 C-1 )(28,8-22,0) C + (150,0 g)( cPb )(28,8 100,0) C =0 cPb= 0,032 cal g-1 C-1

En el problema se considera plomo a 100 C (en un recipiente en agua hirviendo a 100 C) y otro recipiente que contiene agua a 22 C (recipiente aislado, es decir no gana ni pierde calor). Luego el plomo se mezcla con el agua del recipiente aislado y alcanzaran una temperatura de equilibrio de 28,8 C. A partir de ello se puede determinar el calor especifico del plomo. Q = 0Q agua + Q plomo = 0 Q ced plomo a 100 CQ abs agua a 22 CEjercicioCunta energa se requiere para cambiar un cubo de hielo de 40 g desde -10 C a vapor a 150C? 22