Termodinámica

M. del Carmen Maldonado Susano

El alumno obtendrá Experimentalmentela temperatura de equilibrio térmico,mediante la aplicación de la ley cero dela termodinámica.

21/03/20192

Objetivo

“La Termodinámica es la parte de la físicaque estudia la energía, sus transformacionesy los medios empleados para efectuar dichastransformaciones y aquellas propiedades delas sustancias que guardan alguna relacióncon la energía”.

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Es una propiedad Intensiva dela materia que nos indica laenergía molecular de uncuerpo.

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Es una cantidad base delSistema Internacional, suunidad fundamental es el Kelvin(K).

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Punto de fusión del agua, anivel del mar

Punto de ebullición del agua

C100

C0

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Celsius

Kelvin

Farenheit

Rankine

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Escala Kelvin

TK = T°C + 273.15

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Escala Celsius

T°C = TK - 273.15

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Escala Rankine

T°R = 9/5 TK

Página 10

Escala Rankine

T°R = T°F + 460

Página 11

Escala Fahrenheit

T°F = T°R – 460

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Escala Fahrenheit

T°F = 9/5 T°C + 32°F

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21/03/2019Elaboró: M. del Carmen Maldonado Susano 14

100 °C K °R °F

0°C K °R °F

Elaboró. M en A M del Carmen Maldonado Susano

Determine las siguientes temperaturas en las escalas correspondientes:

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100 °C 373 K 672 °R 212°F

0°C 273 K 492 °R 32°F

KC TT =

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Escalas

KC TT =

Los incrementos en la Temperatura deuna sustancia se pueden medir en la escalaempírica (°C) o en la escala absoluta (K)porque ambas tienen el mismo valor.

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Cuando dos cuerpos a diferentestemperaturas entran en contacto yllegan a la misma temperatura, sedícen que están en equilibrio térmico.

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Por lo tanto; podemos decir quecuando dos o más sistemas seencuentran en equilibrio térmico sedíce que tienen la misma temperatura.

“El cuerpo de mayor temperatura siempre va a ceder energía en

forma de calor al cuerpo de menor temperatura”

Hielo (2019) tomado de la página web:https://www.lavoz.com.ar/espacio-de-marca/por-que-el-hielo-flota-sobre-el-agua

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“Si un cuerpo A está en equilibriotérmico con un cuerpo C y un cuerpo Btambién está en equilibrio térmico con elcuerpo C, entonces los cuerpos A y Bestán en equilibrio térmico”.

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A C B C

A B

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“Dos sistemas enequilibrio térmico conun tercero están enequilibrio térmicoentre si”.

Página 23Muñeco (2019) tomado de página web:www.dibujalia.com

0=+BA

QQ

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• Se tiene una masa 1 de agua de 10 kg a una Tinicial de 10°C.

• Se tiene una masa 2 de agua de 35 kg a una Tinicial de75°C.

• Determine la Temperatura de equilibrio

021 =+ AguaAgua QQ

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( ) ( )1 2 0Agua Agua eq inicial Agua Agua eq inicialm ce T T m ce T T− + − =

CTeq = 5.60

( ) ( )1 2

1 2

Agua Agua inicial Agua Agua inicial

eq

Agua Agua Agua Agua

m ce T m ce TT

m ce m ce

+=

+

• Despejamos la temperatura de equilibrio:

• Y nos queda:

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DatosMasa del hielo = 50 g

Masa del agua = 250 gT inicial del hielo = 1 °C

T inicial del agua = 30 °C

• Se tiene una mezcla de un cubo de hielo de 50 gramos yagua líquida(250 g) a una temperatura de equilibrio de 15°C.

• Obtener

• A) la Entalpía de fusión

• B) El %Error Exactitud

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0=+ hieloAgua QQ

( ) 0Agua Agua Agua hielom ce Teq To m h− + =

( )Agua Agua Agua

hielo

m ce Teq Toh

m

−=

Página 30

0=+ hieloAgua QQ

Kg

Jh 000,313=

( )Agua Agua Agua

hielo

m ce Teq Toh

m

−=

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PresentaciónM. del Carmen Maldonado Susano

Edición

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Termodinámica y sus aplicacionesSecretaría de Energía (SENER)

Apuntes de Principios de EnergéticaNúñez Orozco Félix (FI-UNAM)

Ejercicios tomados de exámenes colegiadosdel Departamento de Física Experimental (FI-UNAM)

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