Cuando un cuerpo físico caliente se pone en contacto con uno frío,
existe un desequilibrio térmico y, por lo tanto, se producirá una transferencia
de calor del cuerpo caliente al frío hasta que igualen su temperatura.
En un
intercambio de calor, la cantidad del mismo permanece constante, pues el calor
transmitido por uno o mas objetos calientes será el que reciba uno o más
objetos fríos. Esto da origen a la llamada ley de intercambio de calor que
dice: en cualquier intercambio de calor efectuado, el calor cedido o perdido es
igual al absorbido o ganado.
Calor perdido = calor ganado
DQ perdido = DQ ganado
Q = (m)(Ce)(Tf - T0)
Ejemplos:
Ejercicios de práctica:
1.- Se tienen 1000 g de agua a 90 °C y se combinan con 1000 g de agua a 60 °C. Calcular la temperatura final de la solución. Ce del agua 1 cal / g °C
2.- Un calorímetro de Al de 55g de masa contiene 300 g de agua a una temperatura de 21 °C. Si en el se introdujeron 160 g de una aleación a 85 °C, ¿cuál es su calor especifico sí la temperatura del agua se incrementó hasta 25 °C?
3.- Determinar la temperatura a la que se calentó una barra de hierro de 3 kg si al ser introducido en 2 kg de agua a 15 °C eleva la temperatura de ésta hasta 30 °C. Ce del Hierro 0.113 cal / g °C
Cuando dos objetos se ponen en contacto y no manifiestan ninguna tendencia a calentarse o enfriarse es porque la energía cinética media o promedio de cada una de las moléculas es igual y por lo tanto están a la misma temperatura. La transferencia o propagación del calor entre los cuerpos se realiza de tres formas diferentes:
Conducción
En los objetos sólidos, la forma de transmisión del calor se hace por medio de la conducción. Esta se debe a la agitación que el calor produce entre las moléculas de un objeto que se transfiere en forma sucesiva de otra molécula sin que estas partículas adquieran energía cinética de la forma tradicional.
Los metales son buenos conductores por eso los utensilios de cocina se fabrican con ellos, en tanto que el papel, vidrio, plástico, algodón son malos conductores. Un termo es un recipiente que conserva los líquidos calientes o fríos ya que en su estructura existe un vacío el cual evita la transmisión de calor por conducción.
Convencción
El calentamiento de los líquidos y los gases se da por convección, la cual es la corriente que se establece entre dos puntos de una masa fluida cuando existe entre ellos una diferencia de temperatura.
El agua, los líquidos en genera son malos conductores del calor. Las corrientes de convección son la base de los sistemas de calefacción por agua y aire. En la atmósfera, las corrientes de convección son muy notables y son la causa de la existencia del viento.
Radiación
Es la propagación del calor por medio de ondas electromagnéticas esparcidas incluso en el vació, a una magnitud de velocidad de 300 mil km / s. El calor que nos llega del Sol es por radiación, pues las ondas caloríficas atraviesan el vacío entre la Tierra y el Sol. A las ondas caloríficas también se les llama rayos infrarrojos, todos los objetos calientes emiten radiación calorífica proporcional a su temperatura. Referencias de material de apoyo: http://depa.fquim.unam.mx/procesos/secado/marcoteorico3.html Referencias de Consulta Galicia, M. (2009). TRANSFERENCIA DE CALOR. Abril 15, 2016, de UNAM Sitio web: http://depa.fquim.unam.mx/procesos/secado/marcoteorico3.html
Pérez, H. (2012). Transferencia de calor. En Física 2(pp.83-85).
Puebla, Pue: Grupo Editorial Patria.
jueves, 14 de abril de 2016
INTRODUCCIÓN
La sensación de calor o frio está
estrechamente relacionada con nuestra vida cotidiana; sin embargo ¿Qué es el
calor?, se interpreta el calor como una energía en tránsito que fluye de
objetos a mayor temperatura a los de menor temperatura.
Cuando tocamos un objeto lo
podemos sentir caliente o frío según la temperatura que tenga, así como la
capacidad que tenga para conducir calor.
La temperatura es una magnitud
física que indica que tan caliente o fría esta una sustancia y se mide con un
termómetro.
Verificación de temperatura
Realizando esta
experiencia lo comprenderás:
Introduce una mano en un
recipiente frío y la otra en uno caliente, y luego las dos manos juntas en otro
recipiente con agua templada.
La primera mano la encontrará
caliente y la otra fría.
La temperatura es una de las
magnitudes físicas o parámetros que contribuyen a describir el estado de un
sistema.
CONCEPTOS DE CALOR Y TEMPERATURA A PARTIR DE LA ENERGÍA CINÉTICA PROMEDIO
QUE POSEE LA MATERIA
La temperatura y el calor están
ligados pero no son lo mismo. La magnitud
física que indica qué tan caliente o fría esta una sustancia respecto de un
objeto que se toma como base o patrón es la
temperatura.
La temperatura de un objeto o un
sistema es una propiedad intensiva ya que no depende ni de la cantidad de
materia ni de su naturaleza, si no del ambiente en el que se encuentren; sin
embargo, depende del estado de agitación o movimiento desordenado de las
moléculas, es decir, del valor de la energía cinética.
Medición de la Temperatura
Para medir la temperatura se
utiliza el termómetro. Su funcionamiento se basa en cuando dos objetos que
están a distinta temperatura, después de cierto tiempo alcanzan la misma
temperatura, es decir, están en un equilibrio térmico.
El fenómeno de dilatación de los
fluidos se utiliza en la construcción de termómetros que son el termómetro de
mercurio y termómetro de alcohol (éteres de petróleo).
Escalas de Temperatura y sus Unidades
vFahrenheit (1686-1736) en 1714
creo el primer termómetro con 96 divisiones iguales. Observó que al colocar en
una mezcla de hielo en fusión y agua,
registraba una lectura de 32 °F y al colocarlo en agua hirviendo leía 212 °F.
vAndrés
Celsius (1701-1744) en 1742
basó su escala en el punto de fusión del hielo (0 °C) y en punto de ebullición
del agua (100 °C) a la presión de una atmósfera.
vWilliam
Kelvin (1824-1907) propuso
una en el cual el creo corresponde al cero absoluto, en donde la energía
cinética de las moléculas es nula. El 0
°C es = 273 °K. Cuando la temperatura se
da en Kelvin se dice que es absoluta.
vLa
escala Rankinees poco usada y su
unidad básica es la misma magnitud que el Fahrenheit.
Transformación de Temperaturas
1.- Para transformar de grados Celsius a Kelvin: K = °C + 273
Transformar 100 °C a K.
K = 100 °C + 273 = 373 K
2.- Para transformar de Kelvin a grados Celsius: °C= K- 273
Transformar 273 K a °C.
°C= 273 K- 273 = 0 °C
3.- Para transformar de grados Celsius a grados Fahrenheit: °F = (1.8)(°C) + 32
Transformar 0 °C a °F
°F = (1.8)(0°C) + 32 = 32 °F
4.- Para transformar de grados Fahrenheit a grados Celsius: °C = ( °F - 32) / 1.8
Transformar 212 °F a °C
°C = ( 212°F - 32) / 1.8 = 100 °C
5.- Para transformar de grados Fahrenheit a grados Rankine: °R = °F + 460
Transformar 0 °F a °R
°R = 0°F + 460 = 460 °R
Referencias de Consulta:
Pérez, H. (2012). Identificas diferencias entre el calor y temperatura. En Física 2(pp.76-79). Puebla, Pue: Grupo Editorial Patria.
