CBTIS 243

PROFESOR: Maugro Joseim Gmez

MATERIA: Fsica II

ALUMNO: Vzquez Velzquez Nanci Lisbeth

ESPECIALIDAD: Contabilidad

SEMESTRE: 5

GRUPO: A

TRABAJO: Investigacin.

Motozintla de Mendoza, Chiapas ; 25 de Noviembre de 2015

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INDICEOBJETIVOS3INTRODUCCIN4TERMOLOGIA5.8TEMPERATURA8CALOR10ESCALAS TERMOMETRICAS Y DILATACION13Escala Celsius o centgrada14Escala Fahrenheit15Escala Kelvin o absoluta15Escala Rankine16Escalas de temperatura en desuso17Escala Raumur17Escala Rmer17Escala Delisle17Escala Newton17Escala Leiden18CANTIDAD DE CALOR19Calor latente de fusin20Calor de fusin de cada sustancia21Calor latente de solidificacin22Calor latente de vaporizacin23Agua en ebullicin25Vapor de agua26CONCLUSIN27BIBLIOGRAFIA28

OBJETIVOS

Obtener resultados de informacin acerca del tema en esta investigacin. Darnos cuenta de la gran importancia que tienen estos temas en nuestra vida diaria. Aprender y analizar ms los temas. Identificar en que aspectos de la vida nos puede servir esta informacin. Informar a las personas ya sea en nuestro hogar, en la escuela o personas de otras instituciones acerca de la importancia de estos temas.

INTRODUCCIN

Este trabajo se hace con la finalidad de comprender mejor los temas de: Termologa, Temperatura, Calor, Escalas termomtricas y dilatacin, Cantidad de calor; de los cuales conoceremos primero su definicin y despus los veremos en clases.Es importante saber y conocer sobre estos temas ya que aunque no nos demos cuenta las aplicamos en la vida diaria y nos servir para que se nos facilite ms la materia de fsica II.

TERMOLOGIA

La termologa (termo = calor, logia = estudio) es la parte de la fsica que estudia el calor y sus efectos sobre la materia. Ella es el resultado de una acumulacin de descubrimientos que el hombre ha hecho desde la antigedad, atingiendo su clmax en el siglo XIX gracias a cientficos como Joule, Carnot, Kelvin y muchos otros.Teora general de la terminologa. 2El padre de la terminologa moderna como disciplina independiente fue el austraco Eugen Wster, fundador tambin de la Escuela de Viena, que escribi en los aos 1930 una tesis doctoral acerca de normas tcnicas internacionales en electrotecnia y que public en 1968 un diccionario llamado "The machine tool", en donde volc los hallazgos y conclusiones de su tesis doctoral. Su "Introduccin a la teora general de la terminologa" fue publicada, a ttulo pstumo, en 1968. En ella dice que la terminologa debe ser una disciplina autnoma y autosuficiente, que puede valerse de la lexicologa y de la lingstica, pero siempre reclamando su autosuficiencia y su autonoma.Aunque las teoras de Wster han sido extensamente cuestionadas y debatidas, lo cierto es que, sin l, la Terminologa como disciplina no habra podido avanzar y desarrollarse hasta el punto en que se encuentra hoy da. Aunque desde entonces se han ido reformando sus postulados, ya nadie cuestiona que se trata de una materia autnoma.Segn Wster, la terminologa es patrimonio de los especialistas, de los expertos, que son los que entienden, organizan y estructuran este dominio. Una vez que los especialistas estructuren como ellos crean conveniente su campo de la terminologa, los dems usuarios tienen que adaptarse a l. Para entender esta visin tradicional de la terminologa se puede recurrir a una comparacin con la televisin: la mayora de personas no saben cmo funciona, pero an as la usan.Se trata, por tanto, de un enfoque normativo, que pretende imponer el uso, pretende establecer la univocidad de los trminos para as evitar posibles ambigedades y problemas de comunicacin. Para ello, el trmino es tratado como uniforme y esttico en el tiempo, espacio y grupo social; no hay matices ni connotaciones afectivo-sociales. El trmino est impoluto, es perfecto para su uso. Lgicamente esto es as porque su funcin es la de normalizar.Wster afirma que el concepto existe "a priori", independientemente del uso. Ese concepto est en la mente del especialista. Ese conocimiento especializado se describe por los expertos, que son los encargados de promover el buen uso terminolgico. Este enfoque tradicional recibe el nombre de "Onomasiolgico", que significa que lo que prima es el concepto y a partir de l se llega al nombre. ("onomasiolgico" viene del griego "onoma": nombre).Por tanto, el sistema conceptual es previo y de mayor importancia que el terminolgico. Lo que se busca es la universalidad terminolgica, por lo que hay que partir del concepto y no del texto. Segn Wster partir del texto es incorrecto. Se podra decir que la visin de Wster de "concepto" es similar a la nocin de "idea" de Platn.3 Ambos sistemas, conceptual y terminolgico, son independientes. Los trminos son independientes del concepto y del contexto, meras etiquetas de los elementos de la realidad, y slo aportan la funcin nominativa. Sin variacin, sin cultura, sin tono afectivo-social, etc. Se trata por tanto de smbolos lingsticos asignados arbitrariamente.El problema de la teora de Wster es que la asignacin, uso y significado de los trminos no es ni mucho menos tan sencillo como l pretenda hacer creer.En primer lugar, la TGT obvia la complejidad que rodea a las unidades terminolgicas. El uso va ms all de lo normalizado, va siempre por delante de lo normalizado. En el momento en que se normaliza, un trmino ya est obsoleto, porque el uso siempre va por delante de la normalizacin.Adems, se trata de un modelo idealizado ("lo que debiera ser"), que silencia la diversidad y la variacin, que no tiene en cuenta la dimensin social y restringe su dimensin comunicativa a la producida entre especialistas y profesionales. Esta dimensin comunicativa es, en realidad, mucho ms amplia: no slo lo especialistas o profesionales hacen uso de la Terminologa. Hay muchos ms usuarios que los que describe Wster, y adems son mayoritarios, cuyo uso de la terminologa no es menos vlido, eso s, aumenta la complejidad del estudio de la disciplina enormemente. Esto quiere decir que, en realidad, el significado que se le da al concepto viene determinado por la situacin comunicativa.Un ejemplo que muestra que un concepto no puede ser universal es el caso de mama": el concepto "mama" no es el mismo para un onclogo que para, por ejemplo, un cirujano plstico. La situacin comunicativa en que se utiliza el trmino en ambos casos es diferente. Las estructuras mentales que se presentan en la mente del onclogo cuando oye el trmino "mama" no son las mismas que para el cirujano plstico. El onclogo probablemente va a pensar en trminos relacionados como "tumor", "neoplasia", "metstasis" o "extirpar", mientras que el cirujano plstico va a recurrir a trminos como "implante" o "silicona". Como vemos, un mismo trmino puede eludir a muy diversos conceptos dependiendo de la situacin comunicativa, emisor, receptor, campo de especialidad, finalidad, etc.Como conclusin unificadora, cabe decir que, aunque la normalizacin sea necesaria en la Terminologa, no significa que lo sea todo.

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TEMPERATURAEl latn temperatura, la temperatura es una magnitud fsica que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud est vinculada a la nocin de fro (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).la temperatura est relacionada con la energa interior de los sistemas termodinmicos, de acuerdo al movimiento de sus partculas, y cuantifica la actividad de las molculas de la materia: a mayor energa sensible, ms temperatura.El estado, la solubilidad de la materia y el volumen, entre otras cuestiones, dependen de la temperatura. En el caso del agua a presin atmosfrica normal, si se encuentra a una temperatura inferior a los 0C, se mostrar en estado slido (congelada); si aparece a una temperatura de entre 1C y 99C, se encontrar en estado lquido; si la temperatura es de 100C o superior, por ltimo, el agua presentar un estado gaseoso (vapor).La temperatura tambin permite hacer referencia al nivel de calor del cuerpo del ser humano y a la fiebre: Mi hijo est con temperatura puede ser sinnimo de Mi hijo est con fiebre.La temperatura en la medicinaTanto en el caso de medicina tradicional como alternativa, el uso de altas o bajas temperaturas para diversos tratamientos es usado por muchos profesionales y con una amplia gama de objetivos diferentes.Las aguas termales, por ejemplo, son apreciadas por sus efectos antiinflamatorios y analgsicos; adems, se trata de un recurso natural que emerge de la tierra, sea de manera espontnea o con intervencin del ser humano. Si bien su composicin vara de acuerdo con las caractersticas de la regin por la que transiten, suelen contener hierro, yodo, flor y sodio, entre otros minerales de gran importancia.Este mtodo de curacin tan popular a nivel mundial, comienza a actuar en cuanto una persona se sumerge en el agua; la alta temperatura la impacta inmediatamente y tiene lugar la absorcin de los distintos minerales a travs de la piel. stos se dirigen al tejido celular subcutneo y actan de diversas formas beneficiosas para el organismo.Adems del placer fsico que se experimenta durante un bao termal, tienen lugar numerosas acciones de tipo curativas, tales como:* la estimulacin de las defensas;* la depuracin de la sangre, ya que las toxinas y otros desechos son expulsados a travs del sudor;* en el caso de sufrir de reumatismo, se ve una reactivacin del metabolismo y una reeducacin del sistema que regula la temperatura del cuerpo, capacidad que muchos reumticos pierden;* efectos analgsicos (una de sus propiedades ms conocidas);* una relajacin muscular tal que permite tratar edemas y otras afecciones del estilo, adems de contracturas y problemas de las articulaciones, tonificando y reconstituyendo el sistema nervioso.La lista de beneficios para el ser humano contina, y fuera del tratamiento de enfermedades y problemas seos o musculares, uno de sus puntos fuertes es que combate el estrs, propio del ritmo de vida de las sociedades actuales. Tan slo por esto ltimo, el acceso a los baos termales mejorara notablemente el humor de cualquier persona, aumentando sus energas y preparndola para enfrentar el da a da con ms fuerzas y con una mirada positiva.Sin embargo, tomando en cuenta que la frecuencia y la duracin que recomiendan los especialistas es una vez por da, durante ms de una quincena, salta a la vista que no se trata de un recurso accesible a cualquier persona, sino de un lujo. Es un caso similar al de las sesiones de masajes, ya que se trata de tratamientos con el potencial para mejorar la vida de la gente, ms all de lo estrictamente medicinal

CALOR

El calor se define como la transferencia de energa trmica que se da entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinmica generalmente el trmino calor significa transferencia de energa. Este flujo de energa siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio trmico (ejemplo: una bebida fra dejada en una habitacin se entibia).

La energa calrica o trmica puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiacin, la conduccin y la conveccin, aunque en la mayora de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energa trmica. La energa existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energa se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.El calor especfico es la energa necesaria para elevar 1 C la temperatura de un gramo de materia. El concepto de capacidad calorfica es anlogo al anterior pero para una masa de un mol de sustancia (en este caso es necesario conocer la estructura qumica de la misma).

El calor especfico es un parmetro que depende del material y relaciona el calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:

Q = m \int_{T_{\mathrm i}}^{T_{\mathrm f}} c \, \mathrm dT donde:Q es el calor aportado al sistema.m es la masa del sistema.c es el calor especfico del sistema.T_{\mathrm i} y T_{\mathrm f} son las temperaturas inicial y final del sistema respectivamente.\mathrm dT es el diferencial de temperatura.Las unidades ms habituales de calor especfico son J / (kg K) y cal / (g C).

El calor especfico de un material depende de su temperatura; no obstante, en muchos procesos termodinmicos su variacin es tan pequea que puede considerarse que el calor especfico es constante. Asimismo, tambin se diferencia del proceso que se lleve a cabo, distinguindose especialmente el "calor especfico a presin constante" (en un proceso isobrico) y "calor especfico a volumen constante (en un proceso isocrico).

Q = m \cdot c \cdot \Delta TDe esta forma, y recordando la definicin de calora, se tiene que el calor especfico del agua es aproximadamente:

c_{H_2O} = 1 \,\mathrm{\frac{cal}{g \cdot {}^\circ C}}Calor especfico molar[editar]El calor especfico de una sustancia est relacionado su constitucin molecular interna, y a menudo da informacin valiosa de los detalles de su ordenacin molecular y de las fuerzas intermoleculares. A altas temperaturas la mayora de slidos tienen capacidades calorficas molares del orden de \scriptstyle c_p \approx c_v \approx 3R (ver Ley de Dulong-Petit, siendo \scriptstyle R la constante universal de los gases ideales) mientras que la de los gases monoatmicos tiende a \scriptstyle c_p \approx 5R/2 y difiere de la de gases diatmicos \scriptstyle c_p \approx 7R/2. En este sentido, con frecuencia es muy til hablar de calor especfico molar denotado por cm, y definido como la cantidad de energa necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en 1 grado es decir, est definida por:

c_m = \frac{1}{n}\frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}T} \approx {Q \over {n\Delta T}}

donde n indica la cantidad de moles en la sustancia presente. Esta capacidad usualmente es funcin de la temperatura \scriptstyle c_m = c_m(T).

Capacidad calorfica La capacidad calorfica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Se denota por C, se acostumbra a medir en J/K, y se define como:

C = \frac Q{\Delta T}

Dado que:c = {Q \over {m\Delta T}} \Longrightarrow mc = {Q \over \Delta T} \Longrightarrow C = mcDe igual forma se puede definir la capacidad calrica molar como:C_n = ncESCALAS TERMOMETRICAS Y DILATACION

Existen varias escalas termomtricas para medir temperaturas, relativas y absolutas.A partir de la sensacin fisiolgica, es posible hacerse una idea aproximada de la temperatura a la que se encuentra un objeto. Pero esa apreciacin directa est limitada por diferentes factores; as el intervalo de temperaturas a lo largo del cual esto es posible es pequeo; adems, para una misma temperatura la sensacin correspondiente puede variar segn se haya estado previamente en contacto con otros cuerpos ms calientes o ms fros y, por si fuera poco, no es posible expresar con precisin en forma de cantidad los resultados de este tipo de apreciaciones subjetivas. Por ello para medir temperaturas se recurre a los termmetros.En todo cuerpo material la variacin de la temperatura va acompaada de la correspondiente variacin de otras propiedades medibles, de modo que a cada valor de aquella le corresponde un solo valor de sta. Tal es el caso de la longitud de una varilla metlica, de la resistencia elctrica de un metal, de la presin de un gas, del volumen de un lquido, etc. Estas magnitudes cuya variacin est ligada a la de la temperatura se denominan propiedades termomtricas, porque pueden ser empleadas en la construccin de termmetros.Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir una propiedad termomtrica que rena las siguientes condiciones:La expresin matemtica de la relacin entre la propiedad y la temperatura debe ser conocida.La propiedad termomtrica debe ser lo bastante sensible a las variaciones de temperatura como para poder detectar, con una precisin aceptable, pequeos cambios trmicos.El rango de temperatura accesible debe ser suficientemente grande.Una vez que la propiedad termomtrica ha sido elegida, la elaboracin de una escala termomtrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones; por una parte, la determinacin de los puntos fijos o temperaturas de referencia que permanecen constantes en la naturaleza y, por otra, la divisin del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos en unidades o grados.Lo que se necesita para construir un termmetro, son puntos fijos, es decir procesos en los cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos de este tipo son el proceso de ebullicin y el proceso de fusin.

Escala Celsius o centgrada

El cientfico sueco Anders Celsius (1701-1744) construy por primera vez la escala termomtrica que lleva su nombre. Eligi como puntos fijos el de fusin del hielo y el de ebullicin del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a la presin atmosfrica. Asign al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fij el valor del grado Celsius (C) como la centsima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos.Para esta escala, estos valores se escriben como 100 C y 0 C y se leen 100 grados Celsius y 0 grados Celsius, respectivamente.

Escala Fahrenheit

En los pases anglosajones se pueden encontrar an termmetros graduados en grado Fahrenheit (F), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamao de los grados. En la escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullicin y fusin de una disolucin de cloruro amnico en agua. As al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuacin:t(F) = (9/5) * t(C) + 32 t(C) = (5/9) * [t(F) - 32]Donde t(F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(C) la expresada en grados Celsius.Su utilizacin se circunscribe a los pases anglosajones y a Japn, aunque existe una marcada tendencia a la unificacin de sistemas en la escala Celsius.

Escala Kelvin o absoluta

Si bien en la vida diaria las escalas Celsius y Fahrenheit son las ms importantes, en mbito cientfico se usa otra, llamada "absoluta" o Kelvin, en honor a sir Lord Kelvin.En la escala absoluta, al 0 C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 C se corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K est a una temperatura que un termmetro centgrado sealar como -273,15 C. Dicha temperatura se denomina "cero absoluto".Se puede notar que las escalas Celsius y Kelvin poseen la misma sensibilidad. Por otra parte, esta ltima escala considera como punto de referencia el punto triple del agua que, bajo cierta presin, equivale a 0.01 C.La escala de temperaturas adoptada por el Sistema Internacional de Unidades es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el tamao de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la escala se fija en el - 273,15 C. Este punto llamado cero absoluto de temperaturas es tal que a dicha temperatura desaparece la agitacin molecular, por lo que, segn el significado que la teora cintica atribuye a la magnitud temperatura, no tiene sentido hablar de valores inferiores a l. El cero absoluto constituye un lmite inferior natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero (negativas). La relacin con la escala Celsius viene dada por la ecuacin:T(K) = t(C) + 273,15 t(C) = T(K) - 273,15T(K) = (5/9) * [t(F) + 459,67] t(F) = (9/5) * T(K) - 459,67siendo T(K) la temperatura expresada en kelvins.

Escala Rankine

Se denomina Rankine (simbolo R) a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el fsico e ingeniero escocs William Rankine en 1859.La escala Rankine tiene su punto de cero absoluto a 459,67 F y los intervalos de grado son idnticos al intervalo de grado Fahrenheit.T(R) = t(F) + 459,67 t(F) = T(R) - 459,67T(R) = (9/5) * [t(C) + 273,16] t(C) = (5/9) * [T(R) - 491,67]Siendo T(R) la temperatura expresada en grados Rankine.Usado comnmente en Inglaterra y en EE.UU. como medida de temperatura termodinmica. Aunque en la comunidad cientfica las medidas son efectuadas en Sistema Internacional de Unidades, por tanto la temperatura es medida en kelvins (K).Escalas de temperatura en desuso

Escala RaumurGrado Raumur (R), en desuso. Se debe a Ren-Antoine Ferchault de Raumur (1683-1757). La relacin con la escala Celsius es:T(R) = (4/5) * t(C) t(C) = (5/4) * T(R)T(R) = (4/5) * [T(K) - 273,16] T(K) = (5/4) * T(R) + 273,16siendo T(R) la temperatura expresada en grados Raumur.

Escala Rmer

La unidad de medida en esta escala, el grado Rmer (R), equivale a 40/21 de un Kelvin (o de un grado Celsius). El smbolo del grado Rmer es R.T(R) = (21/40) * t(C) + 7,5 t(C) = (40/21) * [T(R) - 7,5]T(R) = (21/40) * [T(K) - 273,16] + 7,5 T(K) = (40/21) * [T(R) - 7,5] + 273,16siendo T(R) la temperatura expresada en grados Rmer.

Escala Delisle

Creada por el astrnomo francs Joseph-Nicolas Delisle. Sus unidades son los grados Delisle (o De Lisle), se representan con el smbolo De y cada uno vale -2/3 de un grado Celsius o Kelvin. El cero de la escala est a la temperatura de ebullicin del agua y va aumentando segn descienden las otras escalas hasta llegar al cero absoluto a 559.725De.

Escala Newton

T(N) = (33/100) * t(C) t(C) = (100/33) * T(N)T(N) = (33/100) * T(K) - 273,16 T(K) = (100/33) * T(N) + 273,16siendo T(N) la temperatura expresada en grados Newton.

Escala Leiden

Grado Leiden (L) usado para calibrar indirectamente bajas temperaturas. Actualmente en desuso.Se denomina dilatacin trmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensin mtrica que sufre un cuerpo fsico debido al aumento de temperatura que se provoca en l por cualquier medio. La contraccin trmica es la disminucin de propiedades mtricas por disminucin de la misma.

CANTIDAD DE CALOR

Cuando una sustancia se est fundiendo o evaporndose est absorbiendo cierta cantidad decalorllamadacalor latente de fusinocalor latente de evaporacin, segn el caso.El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se manifieste un incremento en latemperatura, ya que mientras dure la fundicin o la evaporacin de la sustancia no se registrar variacin de la misma.Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entre calor y temperatura.En tantoel calor sensiblees aquel que suministrado a una sustancia eleva su temperatura.La experiencia ha demostrado que lacantidad de calortomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminucin) de temperatura que experimenta.La expresin matemtica de esta relacin es la ecuacin calorimtrica:Q = mCe(Tf-Ti)En palabras ms simples, lacantidad de calorrecibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta frmula, en la cualmes la masa,Cees el calor especfico,Ties la temperatura inicial yTfla temperatura final. Por lo tantoTf Ti = T(variacin de temperatura).Nota:La temperatura inicial(Ti)se anota tambin comoT0o comot0.Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0Se definecalor especfico (Ce)como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centgrado. En el caso particular del aguaCevale 1 cal/g C 4,186 J.(Ver Tabla de calor especfico para algunas sustancias)Ver:Equilibrio trmico

El calor especfico puede deducirse de la ecuacin anterior. Si se despejaCede ella resulta:

Si a 1 kg de hielo (a 0 C) le aplicamos 80 kcal obtendremos 1 kg de agua a 0 C.

Calor latente de fusin

Para que un slido pase al estado lquido debe absorber la energa necesaria a fin de destruir las uniones entre sus molculas. Por lo tanto, mientras dura la fusin no aumenta la temperatura. Por ejemplo, para fundir el hielo o congelar el agua sin cambio en la temperatura, se requiere un intercambio de 80 caloras por gramo, o 80 kilocaloras por kilogramo.El calor requerido para este cambio en el estado fsico del agua sin que exista variacin en la temperatura recibe el nombre decalor latente de fusino simplementecalor de fusindel agua.Esto significa que si sacamos de un congelador cuya temperatura es de 6 C un pedazo de hielo de masa igual a 100 gramos y lo ponemos a la intemperie, el calor existente en el ambiente elevar la temperatura del hielo, y al llegar a 0 C y seguir recibiendo calor se comenzar a fundir.A partir de ese momento todo el calor recibido servir para que la masa de hielo se transforme en agua lquida. Como requiere de 80 caloras por cada gramo (ver cuadro), necesitar recibir 8.000 caloras del ambiente para fundirse completamente. Cuando esto suceda, el agua se encontrar an a 0 C y su temperatura se incrementar slo si se contina recibiendo calor, hasta igualar su temperatura con el ambiente.

Calor de fusin de cada sustancia

El calor de fusin es una propiedad caracterstica de cada sustancia, pues segn el material de que est hecho el slido requerir cierta cantidad de calor para fundirse. Por definicin: el calor latente de fusin de una sustancia es la cantidad de calor que requiera sta para cambiar 1 gramo de slido a 1 gramo de lquido sin variar su temperatura.Los clculos pertinentes se realizan utilizando las frmulas:

Dondef= calor latente de fusin en cal/gramo.Q= calor suministrado en caloras.m= masa de la sustancia en gramos.En el cuadro siguiente se dan algunos valores del calor latente de fusin para diferentes sustancias.Sustancia fen cal/gr.Agua 80Hierro 6Cobre 42Plata 21Platino 27Oro 16Mercurio 2,8Plomo 5,9

Calor latente de fusin para el agua: 80 cal/g.

Calor latente de solidificacin

Como lo contrario de la fusin es la solidificacin o congelacin, la cantidad de calor requerida por una sustancia para fundirse, es la misma que cede cuando se solidifica.Por lo tanto, con respecto a una sustancia el calor latente de fusin es igual al calor latente de solidificacin o congelacin.Ejercicio 1Calcular la cantidad de calor que se requiere para transformar 100 gramos de hielo que estn a 15 C de temperatura en agua a 0 C.DesarrolloPara que el hielo eleve su temperatura de 15 C hasta el punto de fusin a 0 C, se necesita una cantidad de calor que se calcula con la ecuacinQ = m Ce T.DondeQ= calor requerido (en caloras)Ce= Calor especfico (en cal/g C)T= variacin de temperatura o Tf Ti (en grados C)Q1= 100 g x 0,50 cal/g C x 15 C =750 caloras.

Todo lquido calentado hierve.

Luego, para que el hielo se funda y se tenga agua a 0 C, se aplica la ecuacinQ = mf(el calor latente de fusin para el agua, segn el cuadro anterior, es 80 cal/g) entonces:Q2= 100 gr x 80 cal/gr = 8.000 calAs, el calor total requerido es:Q1+ Q2= 750 cal + 8.000 cal= 8.750 caloras.Calor latente de vaporizacin

A una presin determinada todo lquido calentado hierve a una temperatura fija que constituye supunto de ebullicin. Este se mantiene constante independientemente del calor suministrado al lquido, pues si se le aplica mayor cantidad de calor, habr mayor desprendimiento de burbujas sin cambio en la temperatura del mismo.Cuando se produce la ebullicin se forman abundantes burbujas en el seno del lquido, las cuales suben a la superficie desprendiendo vapor.Si se contina calentando un lquido en ebullicin, la temperatura ya no sube, esto provoca la disminucin de la cantidad del lquido y aumenta la de vapor.Al medir la temperatura del lquido en ebullicin y la del vapor se observa que ambos estados tienen la misma temperatura; es decir; coexisten en equilibrio termodinmico.A presin normal (1 atm = 760 mm de Hg), el agua ebulle (hierve) y el vapor se condensa a 100 C, a esta temperatura se le da el nombre depunto de ebullicin del agua. Si se desea que el agua pase de lquido a vapor o viceversa sin variar su temperatura, necesita un intercambio de 540 caloras por cada gramo. Este calor necesario para cambiar de estado sin variar de temperatura se llamacalor latente de vaporizacindel agua o simplementecalor de vaporizacin.Ver: PSU: Fsica;Pregunta 15_2005 (1)

Ebullicin natural.

Por definicin el calor latente de vaporizacin de una sustancia es la cantidad de calor que requiere para cambiar 1 gramo de lquido en ebullicin a 1 gramo de vapor, manteniendo constante su temperatura.Los clculos pertinentes se realizan utilizando las frmulas:

Dondev= calor latente de vaporizacin en cal/gQ= calor suministrado en calorasm= masa de la sustancia en gramos.Como lo contrario de laevaporacines lacondensacin, la cantidad de calor requerida por una sustancia para evaporarse es igual a la que cede cuando se condensa, por lo tanto, en ambosel calor latente de condensacin es igual al calor latente de vaporizacinpara dicha sustancia.En el cuadro siguiente se dan valores del calor latente de vaporizacin de algunas sustancias.Calor latente de vaporizacin de algunas sustanciasSustancia ven cal/grAgua 540Nitrgeno 48Helio 6Aire 51Mercurio 65Alcohol etlico 204Bromo 44Ejercicio 2Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 100 gramos de hielo a 0 C en vapor a 130 C.DesarrolloPara que el hielo eleve su temperatura de 10 C hasta el punto de fusin a 0 C necesita una cantidad de calor igual a:Q1= m CeT = 100 g x 0,50 cal/g C x 10 C =500 cal.En seguida, para calcular el calor que se requiere para que el hielo se funda y se tenga agua a 0 C, se aplica la ecuacinQ = mf.Q2= 100 g x 80 cal/g =8.000 cal.Agua en ebullicin

Siguiendo con el ejercicio, el calor que requiere el agua a fin de elevar su temperatura de 0 C hasta el punto de ebullicin de 100 C, se calcula con la ecuacinQ = m CeTQ3= 100 g x 1 cal/gC x 100 C =10.000 caloras.Ahora, para calcular el calor necesario para vaporizar el agua a 100 C se utiliza la ecuacin:Q = mvQ4= 100 gr x 540 cal/g =54.000 cal.

Agua en ebullicin (hirviendo).

Vapor de agua

El vapor de agua obtenido se mantiene a 100 C (est en equilibrio trmico), pero si quisiramos aumentar esa temperatura, por ejemplo, hasta 130 C, el calor que se necesita para calentar el vapor desde 100 C hasta 130 C se calcula mediante la ecuacin:Q = m CeTQ5= 100 gr x 0,499 cal/g C x 30 C =1.497 caloras.En resumen, el calor total que se requiere para transformar 100 gramos de hielo a 10 C de temperatura en vapor a 130 C se encuentra sumando todos los calores aplicados:QT= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5= QT= 500 cal + 8.000 cal + 10.000 cal + 54.000 cal + 1.497 cal =73.997 cal.

CONCLUSIN

Como conclusin se puede entender y comprender ms la importancia de estos temas, as como tambin identificar y diferenciar sus conceptos.Tambin se pudo encontrar distintas frmulas para calcular lo que necesitemos o lo que ms adelante se nos presente, as como tambin nos dimos cuenta que esto forma parte de nuestras vidas y por lo tanto tenemos que informarnos ms acerca de los temas.

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