Previo energía

OBJETIVO.

Comprender el concepto de energía y cada una de las formas en la que se hace presente, ya sea para realizar un trabajo transformándose en energía cinética o potencial, y en calor.

Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación.

CUESTIONARIO PREVIO

Dentro de las formas de manifestación de la energía se encuentran la energía térmica y la energía mecánica, defínelas y da sus unidades.

• Energía térmica: se denomina energía térmica a la fuerza liberada en forma de calor, se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a bajas temperaturas tendrá menos energía térmica que otro que este a mayor temperatura. Sus unidades son cal, J, erg, etc.

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Energía mecánica: es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa para efectuar un trabajo.

2. ¿Existe alguna relación entre la conservación de la energía y el equivalente mecánico del calor?

Sí, porque al decir que la energía no se crea ni se destruye y sólo se transforma estamos dando un ejemplo de ello al enunciar el concepto de equivalente mecánico del calor, que es la cantidad de calor que produce una cantidad de energía (ya sea cinética o potencial) dada; es decir, que el trabajo se transforma en calor.

3. ¿Qué es un calorímetro a presión constante, volumen constante y temperatura constante? ¿Para qué se usan?

Presión constante Cp: Cp=Qp/dT ;Cp depende de P yT

Volumen constante Cv: Cv =Qv/dT Cv depende de VyT

Donde QP y Qv son las cantidades elementales de calor intercambiados a presión y volumen constantes respectivamente.

4. ¿Qué es la constante de un calorímetro? ¿Para qué se usa? ¿Cómo se determina?

Se denomina constante del calorímetro a la cantidad de calor absorbida o liberada por las distintas partes del mismo cuando se aumenta o se disminuye su temperatura 1ºC

Se usa para establecer la relación existente entre la variación de temperatura observada y la cantidad de calor producida por la reacción.

Para determinar la constante del calorímetro, se mide la variación de temperatura experimentada por el mismo al producirse un proceso que intercambie una cantidad de calor conocida.

Qcalorímetro= K. ΔT= ΔHd m C ΔT.

5. ¿Qué es el equivalente mecánico del calor? Problema Al introducir una resistencia eléctrica a un recipiente con agua por un determinado tiempo, la temperatura del agua aumenta. Por cada caloría que absorbe el agua ¿cuántos Joules cede el dispositivo eléctrico?

James Prescott Joule y otros investigadores realizaron varios experimentos que fueron cruciales para la aceptación de la visión actual de que el calor, al igual que el trabajo, representa una transferencia de energía. Uno de los experimentos de Joule fue que el peso que cae de un objeto provoca que una rueda de paletas gire. La fricción entre el agua y la rueda de paletas provoca que la temperatura del agua aumente ligeramente. Joule determino que una cantidad dada de trabajo realizado siempre era equivalente a una cantidad particular de entrada de calor. En términos cuantitativos, se encontró que 4.186 J e trabajo eran equivalentes a 1 caloría (cal) de calor. Esto se conoce como el equivalente mecánico de calor.

4.186 J = 1 cal 4.186 kJ =1 K cal

Diagrama de Flujo.

Bibliografía:

Laidler Keith J. 1997 fisicoquímica (primera edición).

Engel Thomas 2006 quimica-fisica editorial person

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