Leyes De Maxwell

Actividad evaluable 1

Instrucciones:

Contesta las siguientes preguntas:

Define con tus propias palabras los términos de calor y temperatura y resalta la diferencia entre estos dos conceptos.

El calor es el la cantidad energía con respecto al movimiento de las moléculas que tiene un objeto.

La temperatura es la medida de calor de un cuerpo

Diferencias

El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo y La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.

¿Cual sería el equivalente de 20ºC en grados Fahrenheit, Kelvin y Rankine?

Para pasar de *C a *F,

→℉=[(9*℃)/5]+32

→℉=[(9+20℃)/5]+32=68℃

Para pasar de *C a K

→°k=℃+273

→°k=20℃+273=293°k

De *C a *Ra

→°Ra=[(9*℃)/5]+419.67

→°Ra-[(9+20℃)/5]+419.67=527.67

¿A cuántos Joules equivalen 1009 calorías?

→Ca=1.184J

→J=0.239Ca

→J=(1009Ca)*[4.18J/Ca]=4221656J

¿Cuánto calor se requiere para cambiar la temperatura de 9 kg. de hierro de 20ºC a 135ºC? Recuerda que el hierro a esas temperaturas permanece como sólido.

METODO 1

→Q=m*C*∆T

C=calor específico del hierro.=[450J/(Kg*℃)]

m=9kg

→∆T=Tf-Ti

→∆T=135℃-20℃=115℃

solución1

→Q=9Kg*[450J/(Kg*℃)]*115℃=465750J=465.75X〖10〗^3 J

METODO 2

→Q=m*C*∆T

C=calor específico del hierro.=[0.107Ca/(g*℃)]

m=9000g

→∆T=Tf-Ti

→∆T=135℃-20℃=115℃

solución 2

→Q=9000g*[0.107Ca/(g*℃)]*115℃=465750J=110.45Ca

Envía el ejercicio a tu tutor, en formato de práctica de ejercicios.

Actividad evaluable 2

Instrucciones:

Contesta las siguientes preguntas:

Explica con tus palabras la Primera Ley de Termodinámica.

Cuando se realiza trabajo sobre un mecanismo o sistema la energía interna del sistema cambiara

Un sistema cede 100 J de calor y realiza un trabajo de 200 cal, ¿cuál es el cambio de energía interna en el sistema?

→200Ca*[4.184J/Ca}=836J

→∆U=Q-L

Si tenemos en cuenta que el trabajo realizado es positivo y el calor que cede es negativo tenemos que:

→∆U=-100J-836J=-936J

Investiga las principales aplicaciones de las leyes de la termodinámica.

Transformación adivatica: Adivatica es un contenedor cuyo interior y exterior no es posible el intercambio térmico.

Aislate térmico de un gas

Transformacion isotérmica: Isotermica es el proceso el cual la temperatura permanece constante

Calorimetro: Es un instrumento uqe sirve para medir las cantidades de calor que frecive un cuerpo

Eficiencia y mantenimiento de las cámaras de combustión de los automóviles

En bombas y conductos de las centrales eléctricas

Refrigeradores

Energia eólica

Globos sostenidos por gases

Un pedazo de plata de 1 kg a 28oC se calienta en un recipiente a una temperatura de 370oC, calcula el cambio de entropía.

→Q=m*C*∆T

→C=Calor especifico de la plata=[235J/(Kg*°K)]

→m=1Kg\

→°K=℃+273

→°K=370+273=643°K

→°K=28+273=301°K

→∆T=Tf-Ti

→∆T=643°K-301°K=342°K

→Q=1Kg*[235J/(Kg*°K)]*342°K=80370J

→S=Q*m*ln⁡[Tf/{Ti) ]

→S=80370J*1Kg*ln⁡[(643°K)/(301°K)]=178.37J

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Actividad evaluable 3

Instrucciones:

Contesta las siguientes preguntas:

Define con tus propias palabras la definición de onda (incluye sus principales características).

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto que se produce hacia el medio que lo rodea.

Sus principales características son

Difracción. Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.

Efecto Doppler. Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.

Interferencia. Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.

Reflexión. Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.

Refracción. Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.

Onda de choque. Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

Se tiene un resorte colgado de la pared, se le coloca una masa de 3 Kg y se observa que el resorte se estiro 17 cm. Calcula lo siguiente:

La constante de elasticidad del material.

→F=K*X

→K=F/X

→F=m*g

→F=3Kg*[9.81m/s^2 ]=29.43N

→K=29.43N/0.17m=173.11N/m

Si se le ejerce una fuerza y se estira 3 cm más, ¿cuál es la magnitud de esa fuerza?

→F=173.11N/m*.20m=34.622N

Se tiene un péndulo simple con una masa de 5 kg, este se encuentra 7 grados con respecto a la vertical. Resuelve lo siguiente:

La fuerza que se ejerce al péndulo.

→θ=sin7°=0.1286

→N=θ*a

→N=0.1286*[9.81m/s^2 ]=1.195m/s^2

→ F=N*m

→F=1.195m/s^2 *7Kg=8.368N

Si se sabe que la longitud del péndulo es de 17 cm, calcula el arco x.

→S=R*θ

→L=17cm=0.17m

→L=longitud dada

→R+L*π

→R=(0.17m*π)*2=1.068

→θ=∂/180°

→∂=Angulo dado

→θ=[(7°)/(180°)]=0.038

→S=1.068*0.038=0.0415m

Investiga ejemplos en donde se presenta el movimiento ondulatorio en la naturaleza.

Calor

Sonido

Ondas en el agua

Luz

Investiga algunas aplicaciones de la Ley de Hooke.

Resortes

Amortiguadores

Ligas

Algunos tipos de telas

Materiales elasticos

Un resorte en posición vertical se estira 6 cm cuando se le aplica una fuerza de 90 N. Se coloca en el extremo del resorte una masa de 1 kg y se estira 3.7 cm desde su posición de equilibrio. Se suelta la masa y se produce un movimiento armónico simple. Calcula:

La fuerza que ejerce el resorte sobre la masa cuando el sistema comienza a oscilar.

→k = F / Δx

→k =[( 90 N )/(0.06 m) ]= 1500 N /m

Cuando el sistema se pone a oscilar habiéndolo estirado 3.7cm , la fuerza que

sobre el mismo actúa es la debida a equilibrar la masa de 1 Kg mas la debida

al estiramiento

→F1 = 1kg * 9,8 m/s^2 + 1500 n/m * 0.037 m = 9,8 N + 55.5 N = 65.3 N

La frecuencia de oscilación.

Se puede demostrar que la frecuencia de oscilación está dada por:

siendo m la masa suspendida

→f = (1/ 2*π) *√ (k/m ) = (1/ 2*π) *√(1500 N/m /1 Kg) =

→f = 0.159 * √ 1500 = 6.16 Hz o ciclos/seg

¿Cuál debe de ser la longitud de un péndulo simple si le toma 1.5 segundos en realizar media vibración?

→T= 2π*√((l/g))

→L=g*〖(7/2π)〗^2

→L=9.81m/s^2 *(1.5s/2π)^2=12.176m

Envía el ejercicio a tu tutor, en formato de práctica de ejercicios.

Actividad evaluable 4

Instrucciones:

Contesta las siguientes preguntas:

Define con tus propias palabras el concepto de sonido, rapidez del sonido e intensidad.

El sonido es una vibración producida por un objeto material que se transmite en forma de ondas por medio del aire

La rapidez del sonido no depende de la densidad del material, sino de la elasticidad, que es la capacidad de un material para cambiar de forma en respuesta a una fuerza aplicada y recuperar su forma original una vez que la fuerza desaparece

La intensidad del sonido es la potencia acústica transferida por una por una onda sonora por unidad de área a la dirección de propagación.

Calcula la velocidad del sonido cuando este se propaga en el agua.

→Vs = √ ( B / ρ )

donde

B = módulo de compresibilidad del líquido = 2,2 × 10⁹ Pa

ρ = densidad del líquido . . . 1000 kg/m³ (agua dulce)

→Vs(agua) = √ ( 2,2 × 10⁹ N/m² / 1000 kg/m³ ) = 1483 m/s

Una fuente sonora de potencia de 83 W pasa sobre círculo de radio de 13 cm, calcula la intensidad del sonido y el nivel de sonido.

→Radio=13 cm =0,13 m.

→S=Superficie de la esfera= 4×π×(Radio)²

→Intensidad sonora=Is=(Potencia)/(Superficie)

→ Is=[Potencia]/[4×π×(Radio)²]

→Is=[83 W]/[4×π×(0,13)²]=390,82 W/m²

→Nivel de intensidad= Ns=10×log(Intensidad/Intensidad umbral)

→Ns==10×log[(390,82W/m^2)/(10^-12)]=145,9 decibelios= 145,9 db

Define con tus propias palabras el Efecto Doppler.

Es una alteración de la frecuencia de una onda

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