Calor, es la energía que podemos recibir o dar a otro cuerpo, cuando un cuerpo cambia su energía interna, se puede producir y transmitir de diferentes formas.
La energía calorífica (calor) no pasa del cuerpo que tiene más energía al que tiene menos sino del que tiene mayor temperatura al que la tiene menor
El calor es una forma de energía asociada al movimiento de los átomos, moléculas y otras partículas que forman la materia. El calor puede ser generado por reacciones químicas (como en la combustión), nucleares (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.
El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos los mecanismos anteriores se encuentran presentes en mayor o menor grado.
El calor que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino.
Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es la transferencia de parte de dicha energía interna (energía térmica) de un sistema a otro, con la condición de que estén a diferente temperatura.
Calor específico de una sustancia es la magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.
· Factores que afectan el calor específico
- Grados de libertad: Las moléculas son bastante diferentes de los gases monoatómicos como el helio o el hidrógeno. Con los gases monoatómicos, la energía calorífica se almacena únicamente en movimientos traslacionales. Los movimientos traslacionales son, por lo general, movimientos de cuerpo completo en un espacio tridimensional en el que las partículas se mueven e intercambian energía en colisiones en forma similar a como lo harían pelotas de goma encerradas en un recipiente que se agitaran con fuerza.
- Masa molar : la diferencia en masas molares, ya que si una sustancia tiene una masa molar más ligera, entonces cada gramo de ella tiene más átomos o moléculas disponible para almacenar energía. Es por esto que el hidrógeno, la sustancia con la menor masa molar, tiene un calor específico tan elevado; porque un gramo de esta sustancia contiene una cantidad tan grande de moléculas.
- Enlaces puente de hidrógeno: Las moléculas que contienen enlaces polares de hidrógeno tienen la capacidad de almacenar energía calorífica en éstos enlaces, conocidos como puentes de hidrógeno.
- Impurezas: En el caso de las aleaciones, hay ciertas condiciones en las cuales pequeñas impurezas pueden alterar en gran medida el calor específico medido.
Equilibrio térmico, es cuando dos cuerpos de distinto calor se acercan, entonces se empieza a producir un intercambio de energía, cuando las temperaturas se igualan se llega a un equilibrio térmico. Un ejemplo de esto esa cuando tenemos un cuerpo caliente y uno frío, el caliente lo acercamos al frío, el cuerpo caliente empieza a disminuir la temperatura porque cede parte de su energía al cuerpo frío, mientras que el cuerpo frio lo aumenta porque recibe energía del cuerpo caliente, esto pasa hasta que se llegue a un equilibrio térmico donde los dos cuerpos llegan a una misma temperatura.
la temperatura del equilibrio esta determinada por la fórmula:m1·c1·(t1-te) = m2·c2·(te-t2) donde m es la masa, c el calor específico, y t la temperatura inicial, del cuerpo caliente (con subíndice 1) y del cuerpo frío (con subíndice 2).
viernes, 29 de agosto de 2008
cambios de estados
Los estados en la materia son solido liquido y gaseoso. En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilando alrededor de sus posiciones. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones. En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertad y de forma desordenada. En el estado gaseoso, las partículas de agua se mueven libremente, ocupando mucho más espacio que en estado líquido.
Se denomina cambio de estado al proceso en el que cambian las propiedades fisicas de la materia
producto de una variación de los parametros que la afectan: la temperatura y la presión, sin que ocurra un cambio en su composición de la materia . En este proceso la materia pasa de un estado a otro, por ejemplo, de sólido a líquido y de líquido a sólido.
No se debe confundir el cambio de fase con el cambio de estado en la materia. El cambio de estado hace referencia sólo al paso de un estado a otro, al proceso inicial; mientras que el cambio de fase alude a lo que ocurre mientras cambian las propiedades de la materia y también al calor necesario para comenzar el cambio.
Relación entre calor y trabajo
- Si calor y trabajo son ambos formas de energía en tránsito de unos cuerpos o sistemas a otros, deben estar relacionadas entre sí. La comprobación de este tipo de relación fue uno de los objetivos experimentales perseguidos con insistencia por el físico inglés James Prescott Joule (1818-1889). Aun cuando efectuó diferentes experimentos en busca de dicha relación, el más conocido consistió en determinar el calor producido dentro de un calorímetro a consecuencia del rozamiento con el agua del calorímetro de un sistema de paletas giratorias y compararlo posteriormente con el trabajo necesario para moverlas.
- La energía mecánica puesta en juego era controlada en el experimento de Joule haciendo caer unas pesas cuya energía potencial inicial podía calcularse fácilmente de modo que el trabajo W, como variación de la energía mecánica, vendría dado por:
W = DEp = m · g · h
- Siendo m la masa de las pesas, h la altura desde la que caen y g la aceleración de la gravedad.
- Por su parte, el calor liberado por la agitación del agua que producían las aspas en movimiento daba lugar a un aumento de la temperatura del calorímetro y la aplicación de la ecuación calorimétrica:
Q = m c (Tf - Ti)
- permitía determinar el valor de Q y compararlo con el de W.
calor, calor especifico y equilibrio termico
La energía calorífica (calor) no pasa del cuerpo que tiene más energía al que tiene menos sino del que tiene mayor temperatura al que la tiene menor
El calor es una forma de energía asociada al movimiento de los átomos, moléculas y otras partículas que forman la materia. El calor puede ser generado por reacciones químicas (como en la combustión), nucleares (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.
El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos los mecanismos anteriores se encuentran presentes en mayor o menor grado.
El calor que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino.
Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es la transferencia d
Calor, es la energia que podemos recibir o dar a otro cuerpo,cuando un cuerpo cambia su energia interna, se puede producir y transmitir de diferentes formas.
e parte de dicha energía interna (energía térmica) de un sistema a otro, con la condición de que estén a diferente temperatura.
calor específico de una sustancia es la magnitud física que indica la caoacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.
Factores que afectan el calor específico
- Grados de libertad : Las moléculas son bastante diferentes de los gases monoatómicos como el helio o el hidrógeno. Con los gases monoatómicos, la energía calorífica se almacena únicamente en movimientos traslacionales. Los movimientos traslacionales son, por lo general, movimientos de cuerpo completo en un espacio tridimensional en el que las partículas se mueven e intercambian energía en colisiones en forma similar a como lo harían pelotas de goma encerradas en un recipiente que se agitaran con fuerza.
- Masa molar : la diferencia en masas molares, ya que si una sustancia tiene una masa molar más ligera, entonces cada gramo de ella tiene más átomos o moléculas disponible para almacenar energía. Es por esto que el hidrógeno, la sustancia con la menor masa molar, tiene un calor específico tan elevado; porque un gramo de esta sustancia contiene una cantidad tan grande de moléculas.
- Enlaces puente de hidrógeno : Las moléculas que contienen enlaces polares de hidrógeno tienen la capacidad de almacenar energía calorífica en éstos enlaces, conocidos como puentes de hidrógeno.
- Impurezas : En el caso de las aleaciones, hay ciertas condiciones en las cuales pequeñas impurezas pueden alterar en gran medida el calor específico medido.
Equilibrio termico, es cuando dos cuerpos de distinto calor se acercan, entonces se empieza a producir un intercambio de energía, cuando las temperaturas se igualan se llega a un equilibrio térmico. Un ejemplo de esto esa cuando tenemos un cuerpo caliente y uno frío,esta determinada por la fórmula:m1·c1·(t1-te) = m2·c2·(te-t2) donde m es la masa, c el calor específico, y t la temperatura inicial, del cuerpo caliente (con subíndice 1) y del cuerpo frío (con subíndice 2).
el caliente lo acercamos al frío, el cuerpo caliente empieza a disminuir la temperatura porque cede parte de su energia al cuerpo frío, mientras que el cuerpo frio lo aumenta porque recibe energia del cuerpo caliente, esto pasa hasta que se llegue a un equilibrio termico donde los dos cuerpos llegan a una misma temperatura.
la temperatura del equilibrio
El calor es una forma de energía asociada al movimiento de los átomos, moléculas y otras partículas que forman la materia. El calor puede ser generado por reacciones químicas (como en la combustión), nucleares (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.
El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos los mecanismos anteriores se encuentran presentes en mayor o menor grado.
El calor que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino.
Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es la transferencia d
Calor, es la energia que podemos recibir o dar a otro cuerpo,cuando un cuerpo cambia su energia interna, se puede producir y transmitir de diferentes formas.
e parte de dicha energía interna (energía térmica) de un sistema a otro, con la condición de que estén a diferente temperatura.
calor específico de una sustancia es la magnitud física que indica la caoacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.
Factores que afectan el calor específico
- Grados de libertad : Las moléculas son bastante diferentes de los gases monoatómicos como el helio o el hidrógeno. Con los gases monoatómicos, la energía calorífica se almacena únicamente en movimientos traslacionales. Los movimientos traslacionales son, por lo general, movimientos de cuerpo completo en un espacio tridimensional en el que las partículas se mueven e intercambian energía en colisiones en forma similar a como lo harían pelotas de goma encerradas en un recipiente que se agitaran con fuerza.
- Masa molar : la diferencia en masas molares, ya que si una sustancia tiene una masa molar más ligera, entonces cada gramo de ella tiene más átomos o moléculas disponible para almacenar energía. Es por esto que el hidrógeno, la sustancia con la menor masa molar, tiene un calor específico tan elevado; porque un gramo de esta sustancia contiene una cantidad tan grande de moléculas.
- Enlaces puente de hidrógeno : Las moléculas que contienen enlaces polares de hidrógeno tienen la capacidad de almacenar energía calorífica en éstos enlaces, conocidos como puentes de hidrógeno.
- Impurezas : En el caso de las aleaciones, hay ciertas condiciones en las cuales pequeñas impurezas pueden alterar en gran medida el calor específico medido.
Equilibrio termico, es cuando dos cuerpos de distinto calor se acercan, entonces se empieza a producir un intercambio de energía, cuando las temperaturas se igualan se llega a un equilibrio térmico. Un ejemplo de esto esa cuando tenemos un cuerpo caliente y uno frío,esta determinada por la fórmula:m1·c1·(t1-te) = m2·c2·(te-t2) donde m es la masa, c el calor específico, y t la temperatura inicial, del cuerpo caliente (con subíndice 1) y del cuerpo frío (con subíndice 2).
el caliente lo acercamos al frío, el cuerpo caliente empieza a disminuir la temperatura porque cede parte de su energia al cuerpo frío, mientras que el cuerpo frio lo aumenta porque recibe energia del cuerpo caliente, esto pasa hasta que se llegue a un equilibrio termico donde los dos cuerpos llegan a una misma temperatura.
la temperatura del equilibrio
temperatura y medicion
TEMPERATURA
Es el grado relativo de calor o frío que tiene un cuerpo
Diferentes efectos producidos por la temperatura
Aumento de las dimensiones (Dilatación).
Aumento de presión o volumen constante.
Cambio de fem. inducida.
Aumento de la resistencia.
Aumento en radiación superficial.
Cambio de temperatura.
Cambio de estado sólido a liquido.
Cambio de calor
Observando cada una de las propiedades en los materiales podemos medir la temperatura observando los efectos de los cuerpos.
Todos los instrumentos de medición de temperatura cualquiera que fuese su naturaleza dan la misma lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntos generalmente la lectura no corresponderá porque las propiedades de expansión de los líquidos varían, en este caso se hace una elección arbitraria y, para muchos fines será totalmente satisfactoria, sin embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como base suprema de todo trabajo científico.
Las unidades de temperatura son °C, °F, °K, °Rankine, °Reamur, la conversión mas común es de °C a °F.
t(°C)=t(°F)-32/1.8
°F=1.8 t°C +32
Es el grado relativo de calor o frío que tiene un cuerpo
Diferentes efectos producidos por la temperatura
Aumento de las dimensiones (Dilatación).
Aumento de presión o volumen constante.
Cambio de fem. inducida.
Aumento de la resistencia.
Aumento en radiación superficial.
Cambio de temperatura.
Cambio de estado sólido a liquido.
Cambio de calor
Observando cada una de las propiedades en los materiales podemos medir la temperatura observando los efectos de los cuerpos.
Todos los instrumentos de medición de temperatura cualquiera que fuese su naturaleza dan la misma lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntos generalmente la lectura no corresponderá porque las propiedades de expansión de los líquidos varían, en este caso se hace una elección arbitraria y, para muchos fines será totalmente satisfactoria, sin embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como base suprema de todo trabajo científico.
Las unidades de temperatura son °C, °F, °K, °Rankine, °Reamur, la conversión mas común es de °C a °F.
t(°C)=t(°F)-32/1.8
°F=1.8 t°C +32
MEDICION DE TEMPERATURA
La temperatura puede medirse de numerosas maneras y con una gran variedad de elementos . Estas páginas cubren las características de los sensores de uso mas común en instrumentación y control de procesos y sugiere que criterios utilizar para seleccionar el mejor sensor para una aplicación particular . Información destinada al personal de mantenimiento industrial y operarios de máquinas en general
Para poder medir la temperatura necesitamos establecer una escala de medición, esto es, un conjunto de reglas que nos permitan fijar un origen y una unidad de medida.
El termómetro o sistema medidor presenta asimismo isotermas a las cuales asignamos un número fijo que será la temperatura correspondiente. Para establecer, pues, la temperatura del estado A=(xA1, xA2) de otro sistema S cualquiera que se encuentre en equilibrio térmico con el estado H=(xH1, xH2) del termómetro le asignaremos al estado A el mismo número asignado al estado H.
Para determinar el número que hemos de asignar a cada isoterma del termómetro, hemos de utilizar una magnitud observable, esto es, una magnitud macroscópica que varíe al pasar de una isoterma a otra. Tal propiedad se denomina propiedad termométrica.
Así, por ejemplo, si en un gas se mantiene el volumen constante, podemos observar cómo varía la presión con la temperatura. En este caso, la presión es la propiedad termométrica.
Si es X la propiedad termométrica (suponemos constantes las restantes variables termodinámicas), la temperatura asociada a cada isoterma ha de ser una función sencilla de X, esto es T=f(X).
LOS DIFERENTES TERMÓMETROS QUE EXISTEN SE BASARON EN IDEAS CON APARIENCIA DISTINTA, AL USAR DIFERENTES PUNTOS DE PARTIDA EN SUS MEDICIONES, PERO COMO TODOS MIDEN LA AGITACIÓN TÉRMICA DE LAS MOLÉCULAS, LO ÚNICO QUE CAMBIA ES LA ESCALA EMPLEADA POR CADA UNO DE SUS INVENTORES.
ESCALA TÉRMICA
LAS ESCALAS TÉRMICAS O ESCALAS DE TEMPERATURA MÁS IMPORTANTES SON LA FAHRENHEIT, LA CELSIUS Y LA KELVIN (O ABSOLUTA). CADA ESCALA CONSIDERA DOS PUNTOS DE REFERENCIA, UNO SUPERIOR Y EL OTRO INFERIOR, Y UN NÚMERO DE DIVISIONES ENTRE LAS REFERENCIAS SEÑALADAS.
ESCALA FAHRENHEIT
EN 1714 DANIEL GABRIEL FAHRENHEIT CREÓ EL PRIMER TERMÓMETRO DE MERCURIO, AL QUE LE REGISTRA LA ESCALA FAHRENHEIT Y QUE ACTUALMENTE ES UTILIZADO EN LOS PAISES DE HABLA INGLESA.
ESTA ESCALA TIENE COMO REFERENCIA INFERIOR EL PUNTO DE FUSIÓN DE UNA MEZCLA DE SALES CON HIELO (0°F) Y COMO REFERENCIA SUPERIOR EL PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA (212°F).
ESCALA CELSIUS
FUE CREADA EN 1742 POR ANDRÉS CELSIUS, ES LA MAS UTILIZADA EN EL MUNDO, SU REFERENCIA INFERIOR ESTA BASADA EN EL PUNTO DE FUSIÓN DEL HIELO (0°C) Y LA SUPERIOR EN EL PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA (100°C). ENTRE ESTAS DOS REFERENCIAS EXISTEN 100 DIVISIONES.
FUE CREADA EN 1848 POR WILLIAM THOMPSON, LORD KELVIN. ÉSTA ESCALA ES LA QUE SE USA EN LA CIENCIA Y ESTA BASADA EN LOS PRINCIPOIOS DE LA TERMODINÁMICA, EN LOS QUE SE PREDICE LA EXISTENCIA DE UNA TEMPREATURA MÍNIMA, EN LA CUAL LAS PARTÍCULAS DE UN SISTEMA CARECEN DE ENERGÍA TÉRMICA. LA TEMPERATURA EN LA CUAL LAS PARTICULAS CARECEN DE MOVIMIENTO SE CONOCEN COMO CERO ABSOLUTO (0°K)
GLOSARIO
Temperatura :Medida del movimiento molecular o el grado de calor de una sustancia. Se mide usando una escala arbitraria a partir del cero absoluto, donde las moléculas teóricamente dejan de moverse. Es también el grado de calor y de frío.
Termómetro :Instrumento que sirve para medir la temperatura. Las diferentes escalas usadas en meteorología son: Celsius, Fahrenheit y Kelvin o Absoluta.
kelvin: es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson
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