Es el estudio de la transferencia de calor. Estudia la energía en términos de calor y temperatura.

Un cuerpo no posee calor. Las moléculas de un cuerpo están en constante movimiento, es decir que poseen una energía cinética que determina la energía interna de dicho cuerpo.El calor se difunde de un cuerpo con mayor temperatura a otro de menor temperatura.

Para medir la temperatura se utiliza el termómetro con unidades de la Celsius, Farenheit , Kelvin o Reaumur

Relación entre las escalas de temperatura

Hacia F Hacia C Hacia KDe F ……….. 9/5(F-32) 5/9(F-32) + 273De C 9/5C + 32 ………… C + 273De K 9/5(K-273)

+ 32K - 273 …………

Medida del calor

La cantidad de calor que posee un cuerpo Q está dada por:

Q = m.c. ΔTLa unidad fundamental de calor es la caloría que corresponde a la cantidad de calor necesario para que 1 gr de agua pura , eleve su temperatura 1ºC1 cal = 4,186 julios

Otras unidades para medir el calor son:Kilocaloría = 1000 calUnidad Térmica Británica (BTU) = 252 cal = 1054 julios

Para medir el calor de un cuerpo se utiliza un calorímetro.

Principio de Conservación de la Energía

“Ecuación fundamental de la Calorimetría”

Qabsorbido = - Q cedido

En todo proceso la energía total debe ser constante.

ACTIVIDAD. Prepare miniexposición sobre las formas de transmisión del calor: por conducción, por convección, por radiación. Explique en qué consiste cada una y varios ejemplos. Elabore imágenes que ejemplifiquen e ilustren los conceptos.

COLEGIO INTEGRADO NUESTRA SEÑORA DE LAS MERCEDES – LEBRIJAAREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

FÍSICA UNDÉCIMO GRADO J.M. Prof. Annie Julieth Delgado MolinaGuía 5. Termodinámica Primer Período

Termodinámica

Calor….Es energía en tránsito.

Temperatura….Medida de la energía interna de un cuerpo.

Es el aumento de tamaño de los materiales, por efecto del aumento de temperatura.

DILATACIÓN LINEAL La longitud de una varilla se aumenta cuando se aumenta su temperatura

ΔL = αLoΔT L = Lo( 1 + αΔT)

Donde α es el coeficiente de dilatación lineal.

DILATACIÓN SUPERFICIAL Si el cuerpo tiene forma de lámina, la dilatación afecta sus dos dimensiones.

ΔA = β.Ao.ΔT A = Ao(1 + βΔT)

donde β es coeficiente de dilatación superficial y β= 2α

DILATACIÓN VOLUMÉTRICA Es el cambio en las tres dimensiones de un cuerpo.

ΔV = ϒ.Vo.ΔT V = Vo(1 + ϒ .ΔT)

Donde ϒ es el coeficiente de dilatación volumétrica ϒ = 3α

En los líquidos también se dilatan cuando se aumenta su temperatura. El líquido que más se dilata es el mercurio.

En los gases pueden ocurrir dos fenómenos al aumentarse su temperatura:

Si la presión no varía, el volumen del gas aumenta Si el volumen no varía, la presión del gas aumenta.

Cantidad necesaria para elevar la temperatura de un cuerpo en 1º C.

C = Q/ΔT

Es la cantidad de calor necesaria para que una sustancia cambie de estado.

L = Q/mCalor latente de fusión Lf es el calor necesario para que una unidad de masa pase de sólido líquido.Calor latente de vaporización Lv es el calor que se debe suministrar a una masa líquida para que cambie a gaseosa.

Cuando se le suministra calor a una sustancia, se eleva la energía cinética de sus moléculas, pasando así a otro estado.

Consideremos agua pura:

En los procesos 1,3,5 hay variación de T. En los procesos 2 y 5 no hay variación de T, ocurren cambios de estado.

ACTIVIDAD. Lea sobre los cambios de estado y concrete en qué consiste cada uno: Cambios progresivos(Fusión, evaporización, sublimación) y cambios regresivos (solidificación, condensación, sublimación regresiva). De ejemplos de cada uno y elabore en un octavo de cartulina un diseño gráfico de estos cambios de estado.

Dilatación Térmica

Capacidad calorífica

Calor Latente

VARIABLES DE ESTADO. Características de los gases bajo ciertas condiciones. Ellas son: Temperatura Presión y Volumen.

Ningún gas es ideal. Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.La ecuación de estado PV = nRT donde R = 8,31 J/mol.ºKN es el número de moles y T es la temperatura en ºK

N= m /M El número de moles de un gas es la relación entre su masa (m) y su masa molar(M)

Equilibrio termodinámico: Un sistema que no tiene interacción con el medio está en equilibrio termodinámico cuando no se observa ningún cambio en sus propiedades termodinámicas a lo largo del tiempo.

Equilibrio térmico: Decimos que dos o más sistemas se encuentran en equilibrio térmico cuando al estar en contacto entre sí pero, aislados del medio sus propiedades se estabilizan en valores que no cambian con el tiempo.

Primera Ley de la TermodinámicaEstablece que el cambio de energía interna de un sistema es la suma del intercambio de calor q entre el sistema y los alrededores, y el trabajo w realizado por (o sobre) el sistema. El convenio de signos indica que Q será positivo para un proceso endotérmico y negativo para un proceso exotérmico. Para el trabajo, se establece que W es positivo

para el trabajo realizado por los alrededores, y negativo para el trabajo ejecutado por el sistema sobre los alrededores. ΔU= Q + W

PROCESOS TERMODINÁMICOS

ISOTÉRMICO esta transformación ocurre a Temperatura constante. Se cumple que:

ΔU = 0 ΔQ = ΔW Po.Vo = P .V

ISOBÁRICO Ocurre a presión cte. Se cumple que:

Vo¿ = VT

ΔU = Q – W

ISOMÉTRICO El volumen permanece constante. Se cumple que:

W = 0 Q = ΔU

ADIABÁTICA el sistema no pierde ni gana calor. Se cumple que:

Q = 0ΔW= -ΔU

El trabajo que realiza un gas viene dado por W = F.X utilizando el concepto de presión P = F/A W = P.A.X Como volumen es A.X W = P.Vol

Si el trabajo es de expansión W 0Si el trabajo es de compresión W 0

Gases Ideales