ciencias físicas 2. capítulo 7 temperatura, calor y expasión
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Ciencias Físicas 2
Capítulo 7
Temperatura,
Calor y Expasión
EL TERMÓMETRO
La relación entre la escala Celsius y la escala Fahrenheit es lineal.
Termómetro a gas a volumen constante
Cuando se eleva la temperatura del gas, éste se expande obligando el mercurio a bajar en el tubo A y a subir en el tubo B.
Elevando B, puede hacerse que el nivel de el mercurio en A vuelva a la marca
de referencia E. De este modo, el gas se mantiene a volumen constante.
El gas, generalmente helio, está contenido en un depósito y la presión que ejerce puede medirse mediante un manómetro de mercurio abierto.
Los tubos A y B están unidos por un tubo de goma.
Relación entre presión y temperatura para un gas sometido a un volumen
constante
Prolongación de la línea recta corta al eje de las temperaturas
en - 273,15 °C
Gráficas de varios gases, a temperaturas muy bajas se desvían de la recta porque
se comienzan a licuar.
EL TERMÓMETRO
Relación entre la escala Kelvin y la escala Celsius
Teoría cinética de los gases
Un volumen de gas está formado por un
gran número de moléculas.Según la teoría
cinética de la materia, están en un continuo movimiento
aleatorio. Al calentar el gas elmovimiento de la molécula
aumenta y por lo tanto también crece la temperatura y la
presión del gas.
Teoría cinética de los gases
Las moléculas es un gas no solo tienen energía cinética de traslación sino también de rotación, de vibración| y energía potencial.
EXPANSIÓN TÉRMICA
Un extremo del puente está fijo, mientras que
el que se muestra aquí se apoya en pivotes
para la expansión térmica.
EXPANSIÓN TÉRMICA
Este hueco en el asfalto de un puente se llama junta de expansión ; permite que el puente se dilate y se contraiga.
Esta foto fue tomada, ¿ en un día cálido o en uno frió?
EXPANSIÓN TÉRMICA
El calor extremo de un día en Asbury Park, New Jersey, causó el torcimiento de estas vías de ferrocarril. (Wide World Photos)
EXPANSIÓN TÉRMICA
Una tira bimetálica se hace con bandas de diferente metal pegadas.
Cuando se calienta una banda así,
se flexiona por la desigual
expansión de los dos metales.
Aquí, el latón se expande más
que el hierro.
La desviación del extremo de la tira podría utilizarse para medir temperatura.
Un termostato
Cuando una espiral bimetálica se dilata,la gota de mercurio líquido
rueda y se aleja de los contactos eléctricos e
interrumpe el circuito eléctrico.
Cuando la espiral se contrae, el mercurio
rueda contra los contactos y cierra el circuito.
EXPANSIÓN TÉRMICA
Sumerge una pelota de ping-pongaplastada en agua hirviendo y
desaparece la abolladura. ¿por qué?
EXPANSIÓN TÉRMICA
LINEAL
Modificada Expansión de un objeto sólido
DE ÁREA DE VOLUMEN
EXPANSIÓN DEL AGUA
El agua tiene un comportamiento de expansión no lineal cerca de su punto de congelación.
Por arriba de 4 ºC (en realidad, 3.98ºC), el agua se expande al aumentar la temperatura pero entre 4 ºC y 0 ºC, se expande al desminuir la
temperatura.
El agua tiene densidad máxima cerca de 4ºC.
EXPANSIÓN DEL AGUA
Los cristales de hielotienen una estructura
hexagonal abierta, parecida a una jaula
hexagonal, y esta abertura explica
su expansióncuando se congela
el líquido.
EN CONSECUENCIA EL HIELO ES MENOS DENSO QUE EL AGUA
EXPANSIÓN DEL AGUA
A medida que aumenta la temperatura del agua que
inicialmente esta a 0 ºC, el colapso simultaneo de los cristales de hielo y
el aumento del movimiento molecular produce el efecto total de que la
densidad del agua es máxima a 4 ºC.
EXPANSIÓN DEL AGUA
Al enfriarse el agua se hunde, hasta que todo el estanque está a 4 ºC. Después, a medida que se
enfría el agua de la superficie, flota esa agua fría y se puede congelar. Una vez formado el hielo,
las temperaturas menores que 4 Cº pueden extenderse hacia abajo, hacia el fondo del
estanque.
FIN