Calor y temperatura

CAPITULO IV: CALOR Y TEMPERATURA

INTRODUCCION

El estudio del calor y la temperatura constituyen una parte fundamental en el estudio de la TERMODINAMICA (Thermos: calor; dynamis: fuerza o poder).

En la termodinámica existe cuatro leyes: la llamada Ley Cero, la primera ley, la segunda ley, y la tercera ley.

Calor y temperatura son dos conceptos distintos. El primero es una cantidad de energía que se transmite o contiene un cuerpo, mientras que el segundo mide el nivel de calor que alcanza el cuerpo.

Un ejemplo muy simple: si en un recipiente vaciamos agua, ésta alcanza un cierto nivel. Si se echa más agua, el nivel sube.

En esta experiencia no confundimos la cantidad de agua con el nivel de que alcanza en el recipiente. Una diferencia semejante se presenta entre calor y temperatura.

Es más, dos cuerpos pueden tener la misma temperatura y distintas cantidades de calor. Por ejemplo, dos recipientes que contienen agua a temperatura de 100°C, el que tenga mayor cantidad de agua posee más calor.

Un fósforo encendido no alcanza a fundir un trocito de hielo a pesar que la llama alcanza 700°C. En cambio un recipiente con agua a 15°C disuelve f{acilmente un trozo de hielo. La llama del fósforo tiene alta temperatura pero poca cantidad de calor y el agua en cambio tiene baja temperatura pero alta cantidad de calor.

El calor y la temperatura estudian los efectos térmicos que prduce la energía calorífica sobre la materia como son: dilatación, capacidad calorífica, transferencia de calor , etc.

SISTEMA TERMODINAMICO: Es una porción de materia (sólido, líquido o gas) encerrada por una superficie llamada frontera o límite, la cual separa a la materia del exterior. Esta frontera puede ser real (recipiente) o imaginaria (abstracta) además puede ser móvil o fija y encierra a demás de materia dipolos magnéticos o energía radiante.

Un sistema termodinámico y sus alrededores constituyen lo que se llama UNIVERSO.

o Alrededores: Es el resto del universo que no está encerrado en la frontera y que interactúa con el sistema termodinámico intercambiando energía.

o Sistema Aislado: Sistema que no intercambia energía con el sistema termodinámico, es decir, tiene una frontera aislante.

o Sistema Cerrado: Sistema que no intercambia materia con sus alrededores.

o Sistema Abierto: Cuando el límite o frontera permite el paso de materia entre el sistema y sus alrededores.

o Volumen y superficie de control: Espacio comprendido dentro de la frontera que sirve para medir la cantidad de masa, volumen de masa o flujo de masa.

I. TEMPERATURA.

Parámetro intrínseco proporcional a la energía cinética media de las moléculas que constituyen un cuerpo. Es independiente de la masa del sistema.

Es una cantidad escalar que nos indica cómo y con qué velocidad fluye el calor, caracterizando la dirección de la transmisión del calor. A menos que se realice trabajo, el calor fluye de la zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura. Es una magnitud que caracteriza la dirección de la transmisión de calor.

1.1 LEY CERO DE LA TERMODINAMICA.

Si dos sistemas A y B separados se encuentran a diferente temperatura uno con respecto al otro, al unirlos y luego de transcurrido cierto tiempo, los dos sistemas estarán en equilibrio térmico, es decir tendrán la misma temperatura.

El estado térmico se determina por un tercer sistema llamado termómetro.

En la figura, el sistema A tiene temperatura

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