DETERMINAR LA RELACION MATEMATICA QUE EXISTE ENTRE EL CALOR SUMINISTRADO A UNA SUSTANCIA Y EL CAMBIO DE TEMPERATURA QUE EXPERIMENTA

TEMA:

“DETERMINAR LA RELACION MATEMATICA QUE EXISTE ENTRE EL CALOR SUMINISTRADO A UNA SUSTANCIA Y EL CAMBIO DE TEMPERATURA QUE EXPERIMENTA”

ASIGNATURA:

FISICA 2

SECCION:

02

DOCENTE:

ING. WILFREDO SOLANO

ALUMNO: CARNET:

SAN SALVADOR, 1 DE FEBRERO DEL 2014

INTRODUCCION

En el presente trabajo de investigación se tiene como objetivo de el poder aprender acerca de la relación matemática que existe entre el calor suministrado a una sustancia y el cambio de temperatura que experimenta. Y allí se empieza a investigar acerca de la ley de la termodinámica ese fenómeno hoy en día se le ha sacado muchas ventajas, ya que por medio de este podemos saber las temperaturas que existen o las variaciones que existen entre las temperaturas mismas.

La idea con esta investigación es llegar y demostrar de forma matemática la relación entre el calor suministrado a una sustancia y el cambio de temperatura que experimenta. Del objeto que se deja sobre el dicho fluido. Por otra parte también sabemos que algunos objetos tienden a cambiar las temperaturas es por eso que hacemos la siguiente investigación acerca de los cambios de temperaturas que existen para los objetos y como estos pueden llegar a variar.

OBJETIVO GENERAL

• Conocer que es termodinámica y su aplicación.

OBJETIVO ESPECIFICO

• Conocer los conceptos básicos y leyes de la termodinámica.

• Sus respectivas aplicaciones

TEMA:

“DETERMINAR LA RELACION MATEMATICA QUE EXISTE ENTRE EL CALOR SUMINISTRADO A UNA SUSTANCIA Y EL CAMBIO DE TEMPERATURA QUE EXPERIMENTA”

TEMPERATURA

La temperatura de un cuerpo es una medida de su estado relativo de calentamiento o enfriamiento, cuando tocamos un cuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite hacer una estimación del grado de calentamiento o enfriamiento del cuerpo con respecto a la parte de nuestra piel que está en contacto con dicho cuerpo. Esta estimación del tacto es demasiado limitada e imprecisa para ser de algún valor en los trabajos técnicos y científicos.

Temperatura y energía cinética promedio de las moléculas o átomos de un gas.

La temperatura no es una medida de "calor en el cuerpo", la temperatura es una magnitud física que nos indica cuantitativamente, el estado de "caliente" o "frío" de un

Cuerpo, se expresa mediante un número asociado convencionalmente al cuerpo.

Realmente, en la actualidad la temperatura se considera como una medida de la mayor o menor agitación de las moléculas o átomos que constituyen un cuerpo. Para cuantificarla se relaciona la energía cinética promedio de las moléculas, de modo que una temperatura elevada corresponde una mayor energía cinética promedio de las moléculas, debido a una mayor agitación molecular.

Esta relación se expresa de la siguiente manera: Tα Ec

La temperatura es directamente proporcional a la energía cinética media de traslación

de las moléculas. La ecuación resultante es deducida de la teoría cinética de los gases, demostrándose que: T= (32 )EcK

En donde K es la constante de Boltzman e igual a K = 1.38 x 10-23 J/ (°K molécula)

PROPIEDADES TERMOMÉTRICAS DE LA MATERIA.

Para medir la temperatura tenemos que hacer uso de alguna propiedad física medible, que varíe continua y sensiblemente con aquella (razón por la cual a dicha propiedad se le llama TERMOMETRICA) por ejemplo: El volumen, la resistencia eléctrica, la presión, la longitud, etc.

TERMOMETRÍA

Tipos de termómetros:

Termómetro es cualquier instrumento que se utiliza para medir la temperatura.

• El termómetro de líquido: (puede ser mercurio o alcohol) encerrado en un tubo delgado de vidrio. La propiedad termométrica utilizada es el volumen (V) del líquido cuyo cambio, en los casos en que el área transversal del tubo es constante, resulta directamente proporcional con el cambio de longitud de la columna del líquido dentro del tubo. A su vez, ese cambio de volumen cumple una proporcionalidad directa con el cambio de temperatura (ΔT) del líquido.

• El termómetro de resistencia: La propiedad termométrica es la resistencia eléctrica de una pequeña bobina de hilo; el cambio de resistencia ( ΔR) resulta directamente proporcional al cambio de temperatura (ΔT) del hilo.

• El termómetro de Par termoeléctrico: En el que la propiedad termoeléctrica es el voltaje producido por la diferencia de temperatura que tenga la soldadura de dos hilos de diferente metal.

Escalas termométricas:

Para convertir estos instrumentos en instrumentos cuantitativos es necesario introducir una escala de temperatura, y para ello se precisa disponer de un convenio internacional respecto a su calibración.

Para definir una escala se eligen dos temperaturas de referencia, llamadas PUNTOS

FIJOS, y se asignan valores arbitrarios a dichas temperaturas, fijando así la posición del punto cero y el tamaño de la unidad de temperatura.

Una de las temperaturas de referencia, es el punto de fusión del hielo, bajo presión de una atmósfera. La otra temperatura de referencia es el punto de ebullición del agua a la presión de una atmósfera.

LA ESCALA CENTIGRADA O CELSIUS: Selecciona el punto de fusión del hielo como 0°C, y el punto de ebullición del agua, como 100 °C. En la escala absoluta Kelvin, estas temperaturas son 273.15°K y 373.15°K respectivamente y en la escala FAHRENHEIT corresponde a los valores 32°F y 212°F.

Las relaciones entre estas escalas termométricas son:

T (°C) = [T( F) 32] 95 ° − (2)

T (°K) = T (°C) + 273.15 (escala de temperatura absoluta) (3)

En donde: T(°C) es la temperatura en grados Celsius o centígrados.

T(°F) es la temperatura en grados Farenheit.

T(°K) es la temperatura en grados Kelvin.

NOTA: Actualmente, a un grado Kelvin (°K) sólo se le llama 1 Kelvin y se simboliza únicamente por K.

Energía interna

La energía interna de un sistema, es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales. Al aumentar la temperatura de un sistema, sin que varíe nada más, aumenta su energía interna.

Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna sin que se modifique la composición química del sistema, se habla de variación de la energía interna sensible. Si se produce alteración de la estructura atómica-molecular, como es el caso de las reacciones químicas, se habla de variación de la energía interna química.

Finalmente, en las reacciones de fisión y fusión se habla de energía interna nuclear.

En todo sistema aislado (que no puede intercambiar energía con el exterior), la energía interna se conserva (Primer Principio de la Termodinámica).

CONCEPTO DE CALOR Y SUS UNIDADES.

CALOR (Q).

El calor es energía en tránsito, cuando la transferencia de un cuerpo a otro sucede por medios no mecánicos, a causa de la diferencia de temperatura entre los cuerpos.

El concepto de calor es similar al concepto de trabajo tomado éste como la medida de la energía que es transferida mediante un proceso mecánico. Debe distinguirse con precisión entre calor como forma de energía en tránsito y energía térmica (llamada energía interna) como propiedad del sistema, ya que no todo el calor transferido a un sistema se convierte necesariamente en energía térmica o interna.

Algo de él puede quedar en forma de energía potencial o energía química. Por lo tanto, un sistema (que es cualquier conjunto de cuerpos que aislamos idealmente del universo) no puede contener calor, al igual que no puede contener trabajo. Sólo puede contener energía de varios tipos, incluida la energía térmica o interna.

La cantidad de calor (Q) se mide por los efectos observables que produce, el más palpable de los cuales es la elevación de temperatura del cuerpo que recibe la energía.

Si un gramo de agua recibe una cantidad de calor (Q) de modo que cambia su temperatura de 14.5°C a 15.5°C se llama a esta cantidad de calor, caloría, que es la unidad calor del sistema CGS. La kilocaloría se define análogamente para un kilogramo de agua, siendo la unidad de calor del sistema MKS.

La unidad de calor del sistema inglés es la BTU (Unidad Térmica Británica) y es la cantidad de calor que es necesario suministrar a una libra de agua para elevar su temperatura de 63°F a 64°F.

Equivalencias: 1 BTU = 252 Cal. = 0.252 Kcal.

La equivalencia entre las unidades de calor y las unidades de energía se conoce con el nombre de Equivalencia Mecánico del Calor, que fue determinado

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