Termodinámica

Lic Meramendi Salazar Lina

Calor es diferente a temperatura! Al calentar 2 recipientes con

agua, uno con mayor volumen, ambos reciben el mismo calor, pero el que tiene menor volumen, aumentar más rápido su temperatura

Calor es la energía en tránsito, que se adquiere o cede. Pero un cuerpo no tiene calor, ni transfiere temperatura

EL calor puede, por ser una energía, transformarse en otras formas de energía

La energía interna, es dada por las partículas en movimiento dentro del cuerpo

El calor se transfiere del cuerpo con mayor calor, al que menos tiene hasta estar en equilibrio

EL calor no puede ser algo material, sino energía

Calor Específico

El Ce de un material es la cantidad de calor que se debe suministrar a un gr de una sustancia para que su temperatura aumente en un °C, características propias del material

Se mide: J/Kg * °K ó cal/g * °C

El calor Q afecta 3 factores:

1. M Masa del cuerpo

2. Calor específico Ce

3. Variación de la temperatura

Transmisión de Calor

Cuando hay dos cuerpos a diferente temperatura, hay una transmisión de calor que ocurre por:

Conducción

Convección

Radiación

Conducción del calor

Transmisión de calor en cuerpos físicos

La energía cinética de las moléculas más cercanas a la fuente de calor, aumenta; por lo tanto sus “vecinas” también aumentan la energía. Al final el otro extremo también se habrá calentado, aumentado su energía cinética

En los sólidos, las partículas vibran, y con temperatura se alejanEn metales, el electrón de valencia “libre” que está cerca al calor, aumente su E.C y sus colisiones, que transfiere a electrones cercanos

Por eso los metales son buenos conductores del Calor

Los no conductores, son aislantes térmicos

A mayor área, mayor rapidez de propagación. Mayor espesor, menor rapidez

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción del calor

Convección del Calor

Es como el calor se propaga en líquidos y gases, que implica transporte de materia

Corrientes de convección, el aire (o agua) se calienta, por lo que se vuelve menos denso y sube, mientras que el aire frío desciende

De esta manera funcionan los globos aerostáticos

Radiación del calor

Transmisión de calor sin medio material

Mediante ondas electromagnéticas como la luz, infrarroja y ultravioleta

Las ondas caen sobre el cuerpo y agitan las partículas cargadas eléctricamente, transfiriendo energía y aumentando temperatura

De esta manera

Dilatación

Al aumentar la temperatura, aumenta el movimiento de las partículas, por lo que se separan entre sí, esto implica un aumento de volumen, que es la dilatación

La contracción es el proceso contrario, menor temperatura, partículas se acercan y reduce volumen

Se ve en grietas de la carretera, y en el mercurio del termómetro

Dilatación en sólidos

Lineal, aumenta la longitud del cuerpo (varilla).

La variación de longitud es proporcional a la temperatura, y a la longitud inicial

Coeficiente de dilatación lineal, depende del material

Superficial, aumenta el área de la lámina

Es proporcional al área inicial, y la temperatura

Dilatación Volumétrica

Dilatación volumétrica, o cúbica, es proporcional al volumen inicial, y a la temperatura

Coeficiente de dilatación volumétrica, depende del material (casi el triple de la lineal)

Hay un aumento, leve, en todas direcciones pero manteniendo su proporción. Es como ampliación fotográfica

Dilatación en líquidos

El líquido, y su recipiente, se dilatan

Tienen un coeficiente que varia con temperatura

El agua se comporta diferente a los 4C°, pues a esta T° de contrae en vez de dilatarse. Esto para asegurar la vida acuática, si no se hundiría el hielo

Dilatación de gases

Si la presión no varía, el volumen aumenta. Mayor energía cinética

Si el volumen no varía, la presión aumenta. La cual no sería dilatación, pues no varía el volumen

EN días calurosos, el volumen de llantas crece

Fases De la materia :

La Podemos encontrar en tres fases : Liquido Solido gaseoso

Se Pueden encontrarse en Sustancias En varios factores :

1. Estructura interna Diferencia de los tres : Solido, liquido

gaseoso Estructura Interna Y temperatura ambiente

2. Temperatura aumenta o Disminuye Ej : Mercurio Liquido a

358 Se vuelve gaseoso

3.Presion, puede producir cambio de fase Ej : Los

encendedores el butano En liquido se transformo gas

Punto de fusión y punto de

ebullición:

Punto De Fusión :

temperatura a cual se produce cambio fase

solida a fase liquida ,depende de la presión Ej:

hielo 100% Debe descongelar para pasar hacer

liquido

Punto de ebullición :

Temperatura a cual se produce cambio de la

fase liquido a la fase gaseosa este depende de

la presión Ej mercurio Liquido 358 Grados Se

vuelve gaseoso

Tiempo En El Que cambia de fase

La energía necesaria para que una sustancia cambie de estado Es La Siguiente formula :

Q= m.l

Donde m =masa de la sustancia L= es una propiedad característica De cada sustancia llamada calor latente Es se te mide en J/kg

Calor Latente de fusión : Calor que se debe subministrar por unidad de masa para que cambie la fase solida a fase liquida

Calor latente De vaporización : Calor que se debe suministrar por unidad de masa para que cambie de fase liquida a gaseosa

Cambios de fase :

1.Vaporizacion : paso De fase liquida a gaseosa puede ser :

- Evaporación: Que tiene lugar a cualquier temperatura como sucede con la ropa seca

-ebullición se observa producción de burbujas dentro del liquido si esta tiene temperatura

2. Licuefacción : Sustancia cambia de fase gaseosa a liquida durante la sustancia cede calor su temperatura no disminuye y valor igual al punto de ebullición. 

3. Solidificación : Sustancia cambia de fase liquida a solida . Sustancia cede calor la temperatura no disminuye valor igual punto de fusión

Factores que afectan los cambios de fase

1.Presion :

Se puede tomar Ej. De una olla con burbujas ,exterior se produce ebullición liquido por presión del vapor interior, presión externa aumenta punto ebullición aumenta una igualdad , es decir punto ebullición depende sustancia de la presión atmosférica

Presión Sobre hielo Facilidad ej Patinaje capa de liquido se hacer

2.Pressencia solito

sal al hielo punto Fusión disminuye menos temperatura se funde, se adiciona sal a las carreteras para descongelar el hielo deposita ellas , Se utilizan Químicos para que los cables no se dañen y permanezcan bien.

Los Gases

Presión, Volumen y temperatura Nos da todas las

variables de los gases se denomina variables de estado

Nacieron todas teorías mediante experimentos de añadir

otros gases añadir electricidad etc. De ahí nació el

estado gaseoso

No tienen un volumen definido , por eso se adaptan

forma recipiente puede comprimirse y expandirse Ej.

nubes humo etc.

La ley de Boyle

La ley de relaciona inversamente las proporciones de

volumen y presión de un gas, manteniendo la

temperatura constante

Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando

la temperatura es constante

presión de un gas es inversamente proporcional al

volumen del recipiente, cuando la temperatura es

constante.

Ley De Charles

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

Ley De gay Lussac

Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante

Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

La Teoría Cinética De los gases :

Un Gas esta constituido por gran numero de moléculas Se le llama agitación térmica ,enérgica cinética aumenta chocaban entre si sobre el recipiente

Temperatura gas Relaciona agitación térmica , Mayor Agitación cuando energía cinética de moléculas y temperatura son directamente proporcional

Presión que ejerce gas sobre paredes del recipiente producida por continuos choques de sus moléculas contra paredes.

El principio De Avogadro

Avogadro observo lá importancia de poder calcular el numero de moles de un gás presente en un recipiente, bajo unas condiciones.

P V = n R T  donde R representa una constante determinada experimentalmente a la que se le conoce como constante del gás ideal.

Teoría

“El calor no fluye espontáneamente de los cuerpos que se encuentran a menor temperatura hacia los cuerpos que se encuentran a mayor temperatura

Esta ley se puede explicar mediante la Teoría cinética , ya que existe una transferencia de energía cinética de partículas. De esa manera la energía interna del cuerpo que se encuentra a mayor temperatura disminuye y la energía interna del otro aumenta.

Esta transferencia de energía no se puede dar en sentido contrario.

Procesos Termodinámicos

Proceso adiabático:

Proceso termodinámico en el cual no hay transferencia, es decir que en este tipo de procesos se tiene que Q = 0 entonces se cambiaria la formula de esta manera ΔU = - W.

Cuando el sistema realiza trabajo, dicho trabajo es positivo entonces ΔU es negativo, es decir, que la energía interna disminuye y, en consecuencia, disminuye la temperatura del sistema.

Proceso isotérmico:

Proceso termodinámico en el cual la temperatura permanece constante. ΔU = 0.

Q = W.

Cuando el gas absorbe calor, Q es positivo, por tanto el trabajo W es negativo, es decir, que el gas realiza trabajo cuyo valor es igual al calor absorbido. Es decir, que el gas se expande

Proceso Isométrico

Proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante, es decir, que en este tipo de procesos el volumen no varia y, en consecuencia, el trabajo es igual a cero, y la formula quedaría así: Q = ΔU

Cuando el sistema absorbe calor se incrementa la energía interna del gas y, en consecuencia, su temperatura aumenta

Proceso Isobárico

Proceso termodinámico en el cual la presión permanece constante.

En este proceso como la presión se mantiene constante, se produce variación en el volumen y, por consecuencia, el sistema puede realizar trabajo sobre el