clase 2 gabriela valenzuela arce. la termodinámica se basa en dos principios fundamentales que...
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Clase 2
Gabriela Valenzuela Arce
La termodinámica se basa en dos principios fundamentales que comprenderemos en esta unidad:
La energía del Universo es constante. El desorden del Universo aumenta
constantemente.
Intercambian con el exterior Intercambian con el exterior MATERIA Y ENERGÍA.MATERIA Y ENERGÍA.
ABIERTOSABIERTOS
CERRADOSCERRADOS
AISLADOSAISLADOS
Intercambian con el exterior Intercambian con el exterior solo ENERGÍA.solo ENERGÍA.
No intercambian con el No intercambian con el exterior ni MATERIA ni exterior ni MATERIA ni ENERGÍA.ENERGÍA.
Responde verdadero (V) o falso (F). ___ En un sistema abierto hay
intercambio solo de materia con el exterior.
___Una botella de bebida destapada es un sistema abierto.
___El cuerpo humano es un sistema cerrado.
___Un termómetro es un sistema aislado.
___Las variables de estado son propiedades medibles.
___Las variables de estado describen el estado de un sistema.
La materia está formada por partículas en constante movimiento. (Teoría cinético-molecular)
ENERGÍA, TRABAJO Y ENERGÍA, TRABAJO Y CALORCALOR
La temperatura y la presión es una consecuencia de la energía La temperatura y la presión es una consecuencia de la energía cinética de las partículas.cinética de las partículas.
ENERGÍA, TRABAJO Y ENERGÍA, TRABAJO Y CALORCALOR
Las máquinas funcionan mediante transformaciones de energía Las máquinas funcionan mediante transformaciones de energía entre sistemas.entre sistemas.
Conocer el concepto de energía y las formas en que se manifiesta en los sistemas materiales. Saber sus unidades de medida y adquirir destreza en el cálculo de sus equivalencias.
Conocer y comprender el principio de conservación de la energía y su degradación. Determinar el rendimiento energético de un proceso y los efectos beneficiosos y perjudiciales derivados del uso de la energía.
Es la capacidad que tienen los sistemas materiales para producir cambios.
Es la capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. Es la capacidad para realizar un trabajo.
La causa de La causa de los cambios los cambios son las son las interacciones interacciones de la materia.de la materia.
La energía puede manifestarse de formas diversas.La energía puede manifestarse de formas diversas.
La mayoría de las formas de energía La mayoría de las formas de energía son INTERCOMVERTIBLES.son INTERCOMVERTIBLES.
Se conoce como la capacidad de un sistema para producir un trabajo.
Cualquier sistema quimico, a una presion y temperatura dada, posee:
Una cantidad de energia que es medible macroscopicamente.
Una cantidad de energia almacenada en su interior debido a su composicion, que llamamos ENERGIA INTERNA €)
Imagina que tienes un sistema cerrado que contiene 200 g de agua a la temperatura ambiente. Es posible aumentar su energía interna calentando el agua o agitándola con una varilla.
Gran cantidad de transformaciones que suceden intercambian con el entorno solo calor (q) y trabajo (w), de ahí que la variación de energía interna (ΔE), al pasar de una situación inicial a otra final, pueda ser representada así:
ΔE = Ef – Ei ΔE = q + w
El calor intercambiado por el sistema más el trabajo realizado sobre el sistema es igual a la variación de energía interna del sistema.
Calor y temperatura son dos conceptos distintos
¡Qué temperatura más alta hace hoy!
¡Qué calor hace hoy!
Reflexiona sobre la siguiente expresión:
¿Qué es el calor?
El calor es la energía que se transfiere de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura.
La transmisión de calor de un sistema a otro, ocurre hasta que se alcanza el equilibrio térmico, es decir, ambos sistemas alcanzan la misma temperatura.
- Calor: energía térmica que se transfiere de un cuerpo caliente a otro más frío
- Entre dos cuerpos a diferente temperatura, Tª → transferencia de energía en forma de calor hasta el equilibrio térmico.
- Unidades del calor: 1 cal= 4,18 J (Julios)
La forma de energía más conocida es el calorcalor (Q).
JULIO (S.I.)JULIO (S.I.)
CALORÍACALORÍACantidad de calor que se le ha de dar a 1g. Cantidad de calor que se le ha de dar a 1g. de agua para que su temperatura aumente de agua para que su temperatura aumente 1ºC.1ºC.
Trabajo necesario para elevar a un metro de Trabajo necesario para elevar a un metro de altura un objeto de 102g. de masa.altura un objeto de 102g. de masa.
1 cal. = 4,18 J.1 cal. = 4,18 J. 1 J. = 0,24 cal.1 J. = 0,24 cal.
KWh (Sistemas eléctricos)KWh (Sistemas eléctricos) 1 KWh = 3600000 J.1 KWh = 3600000 J.
P = 1NP = 1N
Conducción•Sólidos •Transmisión del calor: pasa la Ec de unas partículas a las vecinas.•A lo largo de todo el objeto•Calentar alimentos sobre una llama.
Convección:•Fluidos•↓densidad → ↑Tª: ascienden.•Al enfriarse descienden•El calor se distribuye por todo el fluido.•Fenómenos naturales: lluvia, viento, masas de aire frío, cálido, húmedo.
Radiación•No necesita medio material•Todos los cuerpos emiten calor por radiación (↑Tª → ↑radiación)•Cuerpos calientes → emiten IR.•Ej: serpientes y satélites.
Tema 3: temperatura y calor David Leunda
Tema 3: temperatura y calor David Leunda
Cambios de estado:
inversa
o condensación
La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas de un sistema. Cuando un sistema recibe calor, aumenta la velocidad con que semueven dichas moléculas. A mayor energía cinética mayor será la temperatura,y viceversa.
↑ Ec partículas→ ↑ agitación térmica → ↑Tª
Escala termométrica: sistema de medida de la temperatura.
1)1) Di si los siguientes sistemas son abiertos, cerrados o aislados?
2)Un ser vivo, una olla hirviendo, el Universo, un refresco al sacarlo del frigorífico y una nave espacial.
3) Un cuerpo situado en lo alto de una colina, presenta una energía potencial de 500J. ¿Cuánto vale su energía mecánica? ¿Y su energía cinética?
4) Si el cuerpo anterior lo echamos a rodar, ¿qué energía mecánica presentará a mitad del recorrido? ¿Y qué valor tendrá la energía cinética en ese punto intermedio? ¿y la potencial?
5) Un calefactor irradia 1,5 Kwh. Calcula en calorías y en julios la energía suministrada en 5 horas.
1)1) Di si los siguientes sistemas son abiertos, cerrados o aislados?Di si los siguientes sistemas son abiertos, cerrados o aislados?
Un ser vivo.Un ser vivo.
Una olla hirviendo.Una olla hirviendo.
El Universo.El Universo.
Un refresco al sacarlo Un refresco al sacarlo del frigorífico.del frigorífico.
Una nave espacial.Una nave espacial.
ABIERTO.ABIERTO.
ABIERTO.ABIERTO.
AISLADO.AISLADO.
CERRADO.CERRADO.
AISLADO.AISLADO.
La energía se conserva durante los cambios, pero tiende a transformarse en formas de energía menos aprovechables
LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE, SOLO SE TRANSFORMA, POR LO QUE LA ENERGÍA TOTAL DEL UNIVERSO SE MANTIENE CONSTANTE.
PROBLEMA ENERGÉTICOPROBLEMA ENERGÉTICO
La energía transferida como La energía transferida como calor no puede transformarse calor no puede transformarse íntegramente en otras íntegramente en otras formas de energía.formas de energía.
DE 2 MODOS DIFERENTES:DE 2 MODOS DIFERENTES:
EN FORMA MECÁNICAEN FORMA MECÁNICA TRABAJO (W)TRABAJO (W)
CALOR (Q)CALOR (Q)EN FORMA TÉRMICAEN FORMA TÉRMICA
EL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITOEL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITO
ENERGÍA ELÉCTRICAENERGÍA ELÉCTRICA ENERGÍA LUMINOSA ENERGÍA LUMINOSA Y CALORÍFICAY CALORÍFICA
ENERGÍA EÓLICAENERGÍA EÓLICA ENERGÍA ELÉCTRICA ENERGÍA ELÉCTRICA Y CALORÍFICAY CALORÍFICA
EL CALOR AL IGUAL QUE EL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITOEL CALOR AL IGUAL QUE EL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITO
LO QUE TIENE ES ENERGÍALO QUE TIENE ES ENERGÍA
LOS SISTEMAS QUE ESTÁN LOS SISTEMAS QUE ESTÁN CALIENTES NO TIENEN CALORCALIENTES NO TIENEN CALOR
Y PUEDEN CEDERLA Y PUEDEN CEDERLA DE UN SISTEMA A DE UN SISTEMA A OTRO EN FORMA DE OTRO EN FORMA DE CALOR (Q)CALOR (Q)
W = F . W = F . XX
EL TRABAJO (W) ES LA ENERGÍA QUE SE TRANSFIERE DE EL TRABAJO (W) ES LA ENERGÍA QUE SE TRANSFIERE DE UNOS SISTEMAS A OTROS POR LA ACCIÓN DE UNA FUERZA UNOS SISTEMAS A OTROS POR LA ACCIÓN DE UNA FUERZA QUE SE DESPLAZA.QUE SE DESPLAZA.
Por lo tanto el Por lo tanto el TRABAJOTRABAJO depende de depende de la intensidad de la fuerza y del la intensidad de la fuerza y del desplazamiento producido.desplazamiento producido.
Si el movimiento no es línea recta, Si el movimiento no es línea recta, sino que se lleva a cabo con un sino que se lleva a cabo con un ángulo determinado entonces:ángulo determinado entonces:
W = F . W = F . X . Cos X . Cos
1 1 JulioJulio es el trabajo realizado por una es el trabajo realizado por una Fuerza de un Newton cuando su punto Fuerza de un Newton cuando su punto de aplicación se ve desplazado 1 de aplicación se ve desplazado 1 metro en la misma dirección y sentido metro en la misma dirección y sentido que el desplazamiento.que el desplazamiento.
1J = 1N . 1m1J = 1N . 1m
W = F . W = F . XX
W = F . W = F . X . Cos X . Cos
.uff, uff
W=F x
Trabajo realizado por el hombre
Fuerza aplicada
Distancia que se desplaza el objeto
EL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA MECÁNICAEL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA MECÁNICA
W = F . W = F . h = m . g (hh = m . g (hBB – ha) = – ha) =
(m . g . h(m . g . hB)B)- (m . g . h- (m . g . hAA)= E)= EpBpB - E - EpApA = = EEpp
MODIFICA LA ENERGÍA POTENCIALMODIFICA LA ENERGÍA POTENCIAL MODIFICA LA ENERGÍA CINÉTICAMODIFICA LA ENERGÍA CINÉTICA
W = W = EECC W = W = EEPP
Página 137 de libro de textoPágina 137 de libro de texto
W = W = EEMM
EL CALOR AL IGUAL QUE EL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITOEL CALOR AL IGUAL QUE EL TRABAJO ES ENERGÍA EN TRÁNSITO
LO QUE TIENE ES ENERGÍALO QUE TIENE ES ENERGÍA
LOS SISTEMAS QUE ESTÁN LOS SISTEMAS QUE ESTÁN CALIENTES NO TIENEN CALORCALIENTES NO TIENEN CALOR
Y PUEDEN CEDERLA Y PUEDEN CEDERLA DE UN SISTEMA A DE UN SISTEMA A OTRO EN FORMA DE OTRO EN FORMA DE CALOR (Q)CALOR (Q)
CALORCALOR
Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante calor:Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante calor:
CONDUCCIÓN: propagación calorífica sin desplazamiento de CONDUCCIÓN: propagación calorífica sin desplazamiento de materia.materia.
CALORCALOR
CALORCALOR
Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante calor:calor:
CONVECCIÓN: propagación calorífica CONVECCIÓN: propagación calorífica mediante desplazamiento de materia.mediante desplazamiento de materia.
Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante calor:Hay tres procedimientos de transferencia de energía mediante calor:
RADIACIÓN: propagación calorífica mediante ondas RADIACIÓN: propagación calorífica mediante ondas electromagnéticas.electromagnéticas.
CALORCALOR
MEDIDA DE LA TEMPERATURAMEDIDA DE LA TEMPERATURAEscala Celsius: se asigna el valor 0ºC a la temperatura de fusión Escala Celsius: se asigna el valor 0ºC a la temperatura de fusión del agua y 100ºC a su temperatura de ebullición.del agua y 100ºC a su temperatura de ebullición.
Escala Fahrenheit: se le da el valor 32ºF al punto de fusión del Escala Fahrenheit: se le da el valor 32ºF al punto de fusión del agua y 212ºF a su punto de ebullición. La relación con la escala agua y 212ºF a su punto de ebullición. La relación con la escala centígrada viene expresada por: centígrada viene expresada por: T(ºC)/5 = T(ºF) – 32/9T(ºC)/5 = T(ºF) – 32/9
Escala absoluta o Kelvin: el cero de esta escala (cero absoluto), Escala absoluta o Kelvin: el cero de esta escala (cero absoluto), es aquella temperatura en la que todas las partículas materiales es aquella temperatura en la que todas las partículas materiales carecen de movimiento. La relación entre la escala centígrada y carecen de movimiento. La relación entre la escala centígrada y la absoluta es: la absoluta es: T(ºK) = T(ºC) + 273T(ºK) = T(ºC) + 273
CALORCALOR
Expresa la temperatura de 36,5ºC en ºF y Expresa la temperatura de 36,5ºC en ºF y ºK.ºK.
36,5/5 +32/9 = 10,86ºF36,5/5 +32/9 = 10,86ºF
T(ºC)/5 = T(ºF) – 32/9T(ºC)/5 = T(ºF) – 32/9 T(ºK) = T(ºC) + 273T(ºK) = T(ºC) + 273
36,5 + 273 = 309,5ºK36,5 + 273 = 309,5ºK