Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de
energía
¿Qué se requiere para obtener un equilibrio térmico?
Se necesita un cuerpo de mayor temperatura que
interacciones con uno de menor temperatura para que los dos tengan la misma
energía térmica.
¿Cuándo se logra el equilibrio térmico?
Cuando dos cuerpos alcanzan una misma temperatura.
¿Cuáles son las escalas de temperatura conocidas?
Celsius ( OC )
Fahrenheit (oF)
Kelvin (oK)
Rankine
(OR)
¿Cuáles son las fórmulas para intercambiar las diferentes
escalas térmicas?
1. Para convertir de
ºC a ºF use la fórmula: ºF = ºC x 1.8 + 32.
2. Para convertir de
ºF a ºC use la fórmula: ºC = (ºF-32) ÷ 1.8.
3. Para convertir de K
a ºC use la fórmula: ºC = K – 273.15
4. Para convertir de
ºC a K use la fórmula: K = ºC + 273.15.
5. Para convertir de
ºF a K use la fórmula: K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15.
6. Para convertir de K
a ºF use la fórmula: ºF = 1.8(K – 273.15) + 32.
¿Cómo se representaría esquemáticamente el
intercambio de energía interna entre dos materiales?
Un
objeto con mayor energía transfiere su energía a uno con menor energía hasta
lograr un equilibrio térmico
¿Cómo se Representar el equilibrio térmico a nivel
molecular de dos diferentes materiales?
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Procedimiento:
1.- Colocar las cantidades indicadas de agua en el vaso1 y el vaso de
precipitados.2
Mezclar el agua del vaso1al vaso de precipitados 2.
Medir y anotar las temperaturas y tiempo de equilibrio.
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¿Qué es el calor
específico de una sustancia?
cantidad de calor requerida para elevar 1º C
la temperatura de una unidad de peso de cualquier sustancia
¿Cómo se calcula el
calor específico de una sustancia?
Obtén la masa de tu material en kilogramos,
"m", y la cantidad de energía que se transfiere a la masa en joules,
"q".Calcula el cambio de temperatura en Celsius, "delta-t".
Por ejemplo, si la temperatura inicial de tu material es de 10 grados Celsius y
la temperatura final es de 15 grados Celsius, entonces "delta-t"
equivale a 5 grados Celsius. Calcula el calor específico, "c", usando
la fórmula c = q / (m x delta-t).Por ejemplo, si la energía que está siendo
aplicada es de 1000 joules, la masa es de 1,5 kilogramos y delta-t equivale a
10, el calor específico de tu material es 1000 / (1,5 x 10) = 66,66 J/kg-C.
Ejemplo de calores
específicos de las sustancias sólidas, liquidas y gaseosas.
por ejemplo par que el agua pase de estado
liquido a gaseoso es nesesario que tenga un calor de 100° y para que el agua
comiense a congelarse se equiere que estea una temperatura menor de 0°
¿Qué es el calor
latente de una sustancia?
El calor
latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de
fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de
vaporización). Se debe
tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio
de fase y no para un aumento de la temperatura.
El concepto fue introducido alrededor de 1762 por el químico escocés Joseph Black.
El concepto fue introducido alrededor de 1762 por el químico escocés Joseph Black.
¿Cuál es el modelo
matemático del calor latente de las sustancias?
Cuando una
sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de
calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación, según el
caso. El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe
aunque no se manifieste un incremento en la temperatura, ya que mientras dure
la fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la
misma.
La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:
Q = m·Ce·(Tf-Ti)
En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).
La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:
Q = m·Ce·(Tf-Ti)
En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final. Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).
¿Qué unidades se
emplean en el calor específico de una sustancia y el calor latente?
Las unidades
más habituales de calor específico son:
- J / (kg • K)
-cal / (g • °C).
Calor latente o de fusión:
tf [°C] Lf [cal/g] te [°C] Le [cal/g]
- J / (kg • K)
-cal / (g • °C).
Calor latente o de fusión:
tf [°C] Lf [cal/g] te [°C] Le [cal/g]
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