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Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” CURSO: FENÓMENOS TÉRMICOS SEMANA 07: FÍSICA Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Calorimetría MODELOS MECANICOS DE LA SUSTANCIA 𝑬𝑷 >𝑬𝑲 𝑬𝑷 ≅𝑬𝑲 𝑬𝑷 <𝑬𝑲 Profe!!!!!! ¿Cuál es la diferencia entre estos modelos mecánicos de la sustancia? La diferencia entre estos modelos es la fuerza de cohesión que presentan sus moléculas y también la movilidad de ellas. Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” De los modelos mecánicos moleculares se pueden concluir que en el interior de todo cuerpo existe un tipo de energía denominada energía interna (U), que se calcula de la siguiente manera: 𝑼 = 𝑬𝑷 +𝑬𝑲 • Propiedad fundamental de la materia. • A nivel macroscópico nos da una idea del grado de frialdad o calidez de un cuerpo. • A nivel microscópico nos da una idea del grado de agitación molecular o atómica en el interior de la sustancia. TEMPERATURA Dicha transferencia finaliza cuando se alcance el equilibrio térmico, es decir: 𝑻𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝑨 = 𝑻𝒆𝒒. = 𝑻𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝑩 Este proceso se puede representar por medio de un diagrama lineal de temperatura. 𝑸𝒈𝒂𝒏𝒂𝒅𝒐 𝑩 = −𝑸𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒐 𝑨 Amiguito no te olvides la “Ley cero de la termodinámica”, que nos dice: Dos cuerpos pueden alcanzar el equilibrio térmico sin encontrarse en contacto térmico. CONTACTO TERMICO Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Vaporización del agua Congelación del agua ESCALAS TERMOMETRICAS 𝑻(°𝑪) 𝟓 = 𝑻 °𝑭 − 𝟑𝟐 𝟗 = 𝑻 𝑲 − 𝟐𝟕𝟑 𝟓 = 𝑻 𝑹 − 𝟒𝟗𝟐 𝟗 • Dicha equivalencia fue encontrada por James Prescott Joule. • A partir de las experiencias de Joule se concluye que una kilocaloría es la energía requerida para que 1kg de agua eleve su temperatura desde 14,5°C a 15,5°C. Parte de la física que se encarga de estudiar la transferencia de calor de un cuerpo a otro, debido a la diferencia de temperaturas que estos presentan. CALORIMETRIA EQUIVALENTE MECANICO DE CALOR Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” • La relación de sus unidades son: 1𝑐𝑎𝑙 <> 4,186𝐽 0,237𝑐𝑎𝑙 <> 1𝐽 • Del estudio de Joule, se determina la cantidad de calor requerida para poder cambiar la temperatura de una sustancia: 𝑸 = 𝑪𝒆.𝒎. ∆𝑻 = 𝑪. ∆𝑻 𝑪𝒆: 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 ( ൗ 𝒄𝒂𝒍 𝒈.℃) 𝑪: 𝐜𝐚𝐩𝐚𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐜𝐚𝐥𝐨𝐫í𝐟𝐢𝐜𝐚 ( ൗ 𝒄𝒂𝒍 ℃) o 𝑚:𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔) o ∆𝑇: 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑇𝑓 − 𝑇𝑜) • Es la cantidad de calor que se requiere para que 1g de sustancia pueda variar su temperatura en 1°C. • No depende de la masa de la sustancia (Propiedad intensiva). • También es conocido como la resistencia al cambio de la temperatura y determina las unidades de medidas a emplear para el cálculo de la cantidad de calor. • El 𝐶𝑒 depende: • Del material. • De la fase (solido – liquido – gas) • Del proceso termodinámico al cual se le somete un gas ideal. • Para el agua: 𝑪𝒆(𝒉𝒊𝒆𝒍𝒐) = 𝟎, 𝟒𝟕 𝒄𝒂𝒍 𝒈°𝑪 𝑪𝒆(𝒂𝒈𝒖𝒂) = 𝟏 𝒄𝒂𝒍 𝒈°𝑪 𝑪𝒆(𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂) = 𝟎, 𝟓𝟓 𝒄𝒂𝒍 𝒈°𝑪 CALOR ESPECIFICO Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” • Es la cantidad de calor que se requiere para que la sustancia pueda variar su temperatura en 1°C. • Depende de la masa de la sustancia (Propiedad extensiva). 𝐂 = 𝐂𝐄.𝐦 • Dos sustancias diferentes, en composición química, pueden tener la misma capacidad calorífica pero diferente calor específico. • Si un cuerpo presenta una capacidad calorífica despreciable, significa que dicho cuerpo no gana ni pierde energía; pero, si cambia su temperatura. CAPACIDAD CALORIFICA Recuerda que el agua (la sustancia que mas vamos a trabajar) pasa de estado liquido a un estado denominado vapor no gas. Es el reordenamiento molecular en la sustancia debido a una variación en la interacción molecular. CAMBIO DE FASE Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Es el calor necesario para que “m” gramos de una sustancia cambie de fase. También es conocido como calor de cambio de fase. 𝑸 = ±𝒎. 𝑳 𝑳: 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒍𝒂𝒕𝒆𝒏𝒕𝒆 ( ൗ𝒄𝒂𝒍 𝒈) Cuando una sustancia cambia de fase, no varia su temperatura CALOR LATENTE • Para el agua: 𝑳𝒇𝒖𝒔𝒊ó𝒏 = +𝟖𝟎 𝒄𝒂𝒍 𝒈 𝑳𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓𝒊𝒛𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 = +𝟓𝟒𝟎 𝒄𝒂𝒍 𝒈 𝑳𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = −𝟖𝟎 𝒄𝒂𝒍 𝒈 𝑳𝒄𝒐𝒏𝒅𝒆𝒏𝒔𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = −𝟓𝟒𝟎 𝒄𝒂𝒍 𝒈 • Es el calor necesario para que 1g de una sustancia cambie de fase. • No depende de la masa de la sustancia (propiedad intensiva). • Depende: • Del material. • Del proceso físico a la cual se somete la sustancia. CALOR DE TRANSFORMACION Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO” Prof. Santos Ramirez Murillo “JUNTOS POR TU INGRESO”
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