calor 8º
TRANSCRIPT
INTERACCIONES TÉRMICAS
ACTIVIDAD 1: CONCEPCIONES PREVIAS
NB6
1. ¿TEMPERATURA ES SINÓNIMO DE CALOR?
…………………………………………………………………….
…………………………………………………………………….
2. ¿SI AUMENTAMOS LA TEMPERATURA DE UN CUERPO AUMENTA SU CANTIDAD DE CALOR?
…………………………………………………………………….
…………………………………………………………………….
3. ¿PUEDE UN CUERPO ENTREGAR FRÍO?
…………………………………………………………………….
…………………………………………………………………….
4. LA TEMPERATURA QUE REGISTRA UN TERMÓMETRO ¿DEPENDE DEL TIEMPO DE CONTACTO ENTRE EL TERMÓMETRO Y EL CUERPO?
EL CALOR ES UNA MANIFESTACIÓN DE ENERGÍA , EN CAMBIO LA Tº INDICA EL GRADO DE AGITACIÓN DE LAS PARTÍCULAS.
UN CUERPO NO TIENE CALOR, YA QUE ÉDSTE ES ENERGÍA QUE SE TRANSFIERE DE UN CUERPO A OTRO. EL CALOR ES FLUJO DE ENERGÍA, NO ENERGÍA QUE SE CONTIENE.
EL FRÍO ES SOLAMENTE UNA SENSACIÓN TÉRMICA. AL ENTREGAR CALOR SENTIMOS LA SENSACIÓN DE FRÍO.
EL TERMÓMETRO REQUIERE DE UN TIEMPO MÍNIMO DE CONTACTO PARA LOGRAR EL EQUILIBRIO TÉRMICO. UNA VEZ ALCANZADO ÉSTE, LA Tº NO SEGUIRÁ VARIANDO
ACTIVIDAD 2
ANALIZAR LAS SIGUIENTES SITUACIONES:
CUANDO EL AGUA CONTENIDA EN UN
RECIPIENTE EN CONTACTO CON EL AIRE SE
ENFRÍA, ¿ QUÉ LE OCURRE A LAS PARTÍCULAS
QUE HAY EN EL AIRE?, ¿CÓMO SE MUEVEN?
SI DEJAMOS UNA TAZA DE CAFÉ CALIENTE
ENCIMA DE UNA MESA QUE ESTÁ A UNA
TEMPERATURA AMBIENTE DE 21ºC, ¿CUÁL SERÁ
LA TEMPERATURA DE LA TAZA DE CAFÉ
DESPUÉS DE UNA HORA?.
SI LA DEJAMOS ALLÍ 2 DÍAS, ¿DISMINUIRÁ MÁS
SU TEMPERATURA?
NB6
CALOR Y TEMPERATURA
• Cuando nos hablan de calor, generalmente lo asociamos a temperatura.
NB6
• Pero, ¿qué es la temperatura?
• ¿Qué es el calor?
CALOR Y TEMPERATURA
NB6
• La temperatura.– Es una magnitud física
descriptiva de un sistema en donde hay transferencia de calor.
• El calor.– Es la energía que se
transfiere de un objeto a otro, debido a una diferencia de temperatura.
CALOR Y TEMPERATURA
NB6
NOCIÓN DE TEMPERATURA
NB6
AGUA FRÍA
CUANDO DOS CUERPOS A DISTINTA TEMPERATURA SE PONEN EN CONTACTO (CONTACTO TÉRMICO) TERMINAN IGUALANDO SUS TEMPERATURAS (EQUILIBRIO TÉRMICO)
TEMPERATURA ES LA PROPIEDAD COMÚN A LOS CUERPOS QUE SE ENCUENTRAN EN EQUILIBRIO TÉRMICO
NOCIÓN DE TEMPERATURA
NB6
LA TEMPERATURA SE MIDE CON TERMÓMETRO
EL TERMÓMETRO ALCANZA EL EQUILIBRIO TÉRMICO CON LA SUSTANCIA
Y NOS INDICA LA TEMPERATURA DE DICHA SUSTANCIA
NB6
PROPIEDAD DE UN OBJETO QUE NO DEPENDE DEL NÚMERO DE PARTÍCULAS
QUE TENGA.
INDICA EL GRADO DE AGITACIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE UNA SUSTANCIA
Sólo depende de la Energía Cinética Media de las moléculas que forman el objeto.
LA ENERGÍA CINÉTICA ES LA QUE POSEEN LOS CUERPOS EN
MOVIMIENTO, ES DECIR, LOS CUERPOS QUE TIENEN
VELOCIDAD.
NOCIÓN DE TEMPERATURA
SEGÚN LA TEORIA CINÉTICO-MOLECULAR
PARTÍCULAS DE CUERPO CALIENTE POSEEN EN PROMEDIO MÁS ENERGÍA
CINÉTICA QUE PARTÍCULAS DE
CUERPO FRÍO.
ENERGIA Y TEMPERATURA
TEMPERATURA Y CALOR
NB6
MOVIMIENTO TÉRMICO DE LAS PARTÍCULAS
LAS SUSTANCIAS ESTÁN COMPUESTAS DE PARTÍCULAS QUE POSEEN UN MOVIMIENTO DESORDENADO: AGITACIÓN TÉRMICA O MOVIMIENTO TÉRMICO
CONCEPTO DE TEMPERATURA SEGÚN LA ENERGÍA CINÉTICA
NB6
Las partículas del gas son muy pequeñas comparadas con la distancia que las separa
Las partículas están en continuo movimiento, chocando entre sí y contra las paredes.
Las partículas se mueven en todas direcciones con distintas velocidades
La teoría cinética explica que la temperatura es directamente proporcional a la Energía Cinética Media de traslación por partícula.
ENERGÍA TÉRMICA Y ENERGÍA INTERNA
NB6
LA AGITACIÓN TÉRMICA HACE QUE CADA PARTÍCULA DE UN CUERPO POSEA UNA ENERGÍA CINÉTICA. LA SUMA DE LA ENERGÍA CINÉTICA DE TODAS LAS PARTÍCULAS SE DENOMINA ENERGÍA TÉRMICA DEL CUERPO
LA SUMA DE TODAS LAS ENERGÍAS QUE POSEA UN CUERPO, INCLUIDA LA TÉRMICA, SE LLAMA ENERGÍA INTERNA DEL CUERPO
NB6
CONCEPTO DE TEMPERATURA SEGÚN LA ENERGÍA CINÉTICA
Todas las partículas que componen el agua están en continuo movimiento… pero las del
cuerpo caliente poseen en promedio más Energía Cinética que las del cuerpo frío.
MEDIDA DE LA TEMPERATURA
NB6
LOS TERMÓMETROS
DE MERCURIO - DE ALCOHOL
TERMÓMETRO: Instrumento que mide la temperatura
ESCALAS TERMOMÉTRICAS: ESCALA CELSIUS
NB6
ESCALA CELSIUS (ºC) : Fue establecida por ANDERS CELSIUS, en 1741Usó una mezcla de Agua con Amoníaco.
Utiliza dos temperaturas de referencia : “PUNTOS FIJOS”
Fusión del hielo Ebullición del agua
SE DIVIDE EL INTERVALO EN 100 PARTES SIENDO CADA UNA DE ELLAS 1ºC
ESCALAS TERMOMÉTRICAS: ESCALA FAHRENHEIT
NB6
ESCALA FAHRENHEIT (ºF) : Fue establecida por DANIEL FAHRENHEIT, en 1724
Utiliza los mismos Puntos Fijos que la Escala Celsius pero les otorga los valores 32 y 212, dividiendo el intervalo en 180 partes, siendo cada una, 1ºF
Fusión del hielo Ebullición del agua
ESCALAS TERMOMÉTRICAS: ESCALA ABSOLUTA
NB6
ESCALA ABSOLUTA O KELVIN (K): Fue establecida por WILLIAM THOMSON, en 1848
SITÚA EL 0K EN LA TEMPERATURA A LA QUE LAS MOLÉCULAS DE UN CUERPO
NO POSEEN ENERGÍA CINÉTICA.
KELVIN (K) ES LA UNIDAD DE T° EN EL SISTEMA INTERNACIONAL (S.I) Y USADA EN
INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
DETERMINACIÓN ESTADÍSTICA DEL CERO ABSOLUTO
EQUIVALENCIAS ENTRE ESCALAS TERMOMÉTRICAS
EQUIVALENCIAS ENTRE ESCALAS TERMOMÉTRICAS
FENÓMENO T(°C) T(K) T(°F)
PUNTO DE FUSIÓN DEL HIELO
0 273 32
PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA
100 373 212
NB6
CALOR
NB6
ES UNA FORMA DE ENERGÍA
EQUILIBRIO TÉRMICO
22°C 22°C
DOS CUERPOS EN CONTACTO QUE TIENEN IGUAL TEMPERATURA ESTÁN EN EQUILIBRIO TÉRMICO
TEMPERATURA Y CALOR
NB6
32°C 20°C
CONTACTO TÉRMICOCONTACTO DE 2 CUERPOS QUE
TIENEN DISTINTA TEMPERATURA
EL CUERPO MÁS CALIENTE SE ENFRÍA
EL CUERPO MÁS FRÍO SE CALIENTA
HASTA QUE LOGRAN EL EQUILIBRIO TÉRMICO
NB6
TEMPERATURA Y CALOR
CALOR Y TEMPERATURA
CALOR (Q) = ENERGÍA NETA TRANSFERIDA ENTRE CUERPOS EN CONTACTO TERMICO.
ENERGÍA EN TRANSICIÓN
CALOR TRANSMITIDO = ENERGÍA TRANS- FERIDA DE UN CUERPO A OTRO
CALOR LIBERADO = ENERGÍA TRANSFERIDAPOR UN CUERPO AL ENTORNO
CALOR ABSORBIDO = ENERGÍA RECIBIDA POR UN CUERPO DE
OTRO CUERPO O DEL ENTORNO.
NB6
CANTIDAD DE CALOR
UNIDAD S.I.: JOULE (J)
UNIDAD USADA: Caloría (cal)
Cantidad de Calor que debe transmitirse a 1(g) de agua
para que eleve su T°En 1°C
1(J) = 0,24(cal)
1(cal) = 4,2(J)
NB6
EQUILIBRIO TÉRMICO
NM2
DOS SUSTANCIAS SE ENCUENTRA A DISTINTA Tº: TA TB
SI SE PONEN EN CONTACTO FÍSICO
CONTACTO TÉRMICO
¿QUÉ OCURRE A PARTIR DE ESE INSTANTE?
CALOR
TA = TB
¿RESULTADO?
EQUILIBRIO TÉRMICO
CALOR = ENERGÍA TRANSFERIDA
NM2
¿QUÉ REPRESENTA EL GRÁFICO?
TEMPERATURA DE EQUILIBRIO
TÉRMICO
CONCEPTOS DE CALOR
CALOR (Q) = ENERGÍA NETA TRANSFERIDA ENTRE CUERPOS EN CONTACTO TÉRMICO.
ENERGÍA EN TRANSICIÓN
NM2
ENERGÍA RECIBIDA POR UN CUERPO DE OTRO
CUERPO O DEL ENTORNO
ENERGÍA TRANSFERIDA DE UN CUERPO A OTRO
CALOR TRANSMITIDO
CALOR ABSORBIDO
ENERGÍA TRANSFERIDA POR UN CUERPO AL
ENTORNO
CALOR LIBERADO
CALORSENSIBLE
EL QUE PRODUCE CAMBIO DE
TEMPERATURA
ENERGÍA INTERNA Y CALOR
ENERGÍAINTERNA
SUMA DE E. CINÉTICA Y
E. POTENCIAL
AL RECIBIR CALOR U OTRA
FORMA DE ENERRGÍA
CALOR = VARIACION DE ENERGÍA INTERNA Q =
Ei
es aumenta
NM2
¿QUÉ OCURRE CON Q DE UN SISTEMA QUE:
- PIERDE Ei ?
- GANA Ei ?
Q ES NEGATIVO
Q ES POSITIVO
CANTIDAD DE CALOR Q
UNIDAD S.I.: JOULE (J)
UNIDAD USADA: Caloría (cal)
Cantidad de Calor que debe transmitirse a 1(g) de agua
para que eleve su T°en 1°C
1(J) = 0,24(cal) 1(cal) = 4,2(J)
NM2
¿CUÁNTOS (J) HAY QUE TRANSMITIRLE A 1 LITRO DE AGUA PARA QUE AUMENTE SU TEMPERATURA DE 20ºC A 60ºC?
SI UNA TAZA CON 200g DE AGUA A 80ºC , EN SU CONTACTO CON EL AIRE, SE ENFRÍA DE MODO QUE SU TEMPERATURA
DISMINUYE A 20ºC; ¿CUÁNTO CALOR LIBERÓ EL AGUA?
1,68 x 105 (J)
-12 (Kcal) = -5,04 x 104 (J)
ESCRIBA LA FÓRMULA QUE UTILIZÓ
CANTIDAD DE CALOR Q
NM2
CALOR ESPECÍFICO
(c)
CANTIDAD DE CALOR NECESARIA PARA CAMBIAR EN 1ºC LA
TEMPERATURA DE LA UNIDAD DE MASA DE UNA SUSTANCIA
¿CUÁL ES EL CALOR ESPECÍFICO c DEL AGUA?
1 (cal/g ºC) = 4200 (J/Kg ºC)
CALOR ESPECÍFICO DE ALGUNAS SUSTANCIAS
SUSTANCIA c(cal/g ºC) c(J/Kg ºC)
AGUA 1 4200
ALUMINIO 0,22
COBRE 0,094
MERCURIO 0,033
PLATA 0,056
PLOMO 0,031
HIERRO 0,115
HIELO 0,55
1. COMPLETAR EL CUADRO
2. PARA MASAS IGUALES, ¿A CUÁL DE LAS SUSTANCIAS HAY PROPORCIONARLE MÁS ENERGÍA PARA QUE AUMENTE SU Tº
EN 10ºC?. Y ¿A CUÁL MENOS?
924
395
139
235
130
483
2310
CANTIDAD DE CALOR Q
NM2
PARA VARIAR LA Tº DE UN CUERPO, ¿DE QUÉ FACTORES DEPENDE LA CANTIDAD DE CALOR Q QUE SE REQUIERE?
1. DEL CAMBIO DE Tº (Tº) QUE SE QUIERE LOGRAR.2. DE LA MASA m DEL CUERPO.
3. DEL MATERIAL DEL QUE ESTÁ HECHO EL CUERPO, A TRAVÉS DE SU CALOR ESPECÍFICO c.
CORRIJA LA FORMULA QUE ANTES ESCRIBIÓ PARA EL CASO DEL AGUA. ¿CÓMO QUEDA?
Q = m c Tº
¿QUÉ CANTIDAD DE CALOR HAY QUE ENTREGARLE A :
a) 100 g DE COBRE PARA QUE AUMENTE SU Tº DE 30ºC A 120ºC?
b) 800 g DE ALUMINIO PARA QUE AUMENTE SU Tº DE 10ºC A 70ºC?
c) 5 Kg DE HIERRO PARA QUE AUMENTE SU Tº EN 50K?
a) 846 (cal) = (J)
b) (cal) = 44352 (J)
c) 120750 (J) = (cal)
CANTIDAD DE CALOR Q
NM2
EN 2 Kg DE AGUA A 20ºC SE DEPOSITA UN TROZO DE COBRE DE 800 g, A 100ºC. SI EL SISTEMA ESTÁ TÉRMICAMENTE
AISLADO, ¿A QUÉ Tº SE LOGRARÁ EL EQUILIBRIO TÉRMICO?
EN ½ LITRO DE AGUA A 10ºC SE DEPOSITA UN TROZO DE HIERRO DE 600 g, A 80ºC. ¿CUÁL SERÁ LA Tº DE EQUILIBRIO TÉRMICO SI EL SISTEMA ESTÁ TÉRMICAMENTE AISLADO?
AYUDA: 1)¿CUÁL SUSTANCIA CEDE O TRANSMITE CALOR?. EN ESTE CASO, ¿GANA O PIERDE ENERGÍA?. POR LO TANTO, DICHA CANTIDAD DE
CALOR, ¿DEBE CONSIDERARSE POSITIVA O NEGATIVA?
2)COMO EL SISTEMA ESTÁ TÉRMICAMENTE AISLADO, ¿CÓMO ES LA CANTIDAD DE CALOR CEDIDA POR EL CUERPO QUE USTED INDICÓ COMPARADA CON LA CANTIDAD QUE CALOR QUE RECIBE EL OTRO
CUERPO?
NM2
CONDUCCIÓN DEL CALOR¿QUÉ SIGNIFICA QUE UN MATERIAL TENGA
MAYOR CONDUCTIVIDAD TÉRMICA QUE OTRO?, ¿INFLUIRÁ EN LA TEMPERATURA QUE ALCANZA,
EN LA RAPIDEZ CON QUE SE PROPAGA O EN AMBAS?
¿QUÉ SE ENTIENDE POR :
A)ENLACE?
B)ENLACE COVALENTE?
C)ENLACE IÓNICO?
D)ENLACE METÁLICO?
¿A QUÉ TIPO DE ENLACE(S) CORRESPONDE LOS:
A) CONDUCTORES TÉRMICOS?
B) AISLANTES TÉRMICOS?
NM2
CONDUCCIÓN DEL CALORVALORES DE COEFICIENTE DE
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA, EN ( Cal/cm s °C)
•AGUA : 0,00015
•AIRE : 0,000057
•ALUMINIO: 0,49
•COBRE : 0,90
•CORCHO : 0,0004
•HIERRO : 0,15
•PLOMO : 0,083
•PLATA : 1,01
•VIDRIO : 0,02
POR CONVECCIÓN
CONVECCIÓN
MOVIMIENTO DE SUSTANCIA DE UN LUGAR A OTRO
EN GASES Y LÍQUIDOS
MOVIMIENTO GLOBAL DEL FLUIDO FORMA CORRIENTES DE CONVECCIÓN.
(Ejs.:……………, ………….., ………. )
DIFERENCIA DE TEMPERATURA PROVOCA DIFERENCIAS DE
DENSIDAD QUE INFLUYEN EN EL DESPLAZAMIENTO DE MASAS.
POR RADIACIÓN
RADIACIÓN DEL CALOR
TRANSMISIÓN A DISTANCIA
RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA QUE PUEDE VIAJAR POR EL VACÍO
CALOR RADIANTE ES RADIACIÓN INFRARROJA
NO ES ABSORBIDO POR EL AIRE
TODOS LOS CUERPOS EMITEN ENERGÍA RADIANTE