Calor, temperatura y termodinamica
Hoy profundizaras en el calor y la temperatura: equilibrio termico, capacidad calorifica y las leyes de la termodinamica. Estos conceptos explican desde por que se enfria tu cafe hasta como funcionan los motores.
Equilibrio termico
Cuando dos objetos a diferente temperatura se ponen en contacto, el calor fluye del mas caliente al mas frio hasta que ambos tienen la misma temperatura. Ese estado se llama equilibrio termico. Es la base de la medicion de temperatura con termometros.
Capacidad calorifica y calor especifico
| Concepto | Definicion | Formula |
|---|---|---|
| Calor especifico | Energia para subir 1°C un gramo | Q = m x c x ΔT |
| Capacidad calorifica | Energia para subir 1°C un objeto | C = m x c |
| Calor sensible | Cambia la temperatura | Q = m x c x ΔT |
| Calor latente | Cambia el estado (no la temperatura) | Q = m x L |
Leyes de la termodinamica
Ley cero
Si A esta en equilibrio con B, y B con C, entonces A esta en equilibrio con C. Es la base de los termometros.Primera ley
La energia no se crea ni se destruye, solo se transforma. El calor es una forma de energia. Si calientas un gas, aumenta su energia interna o hace trabajo.Segunda ley
El calor siempre fluye espontaneamente de caliente a frio, nunca al reves. La entropia (desorden) del universo siempre aumenta.Aplicaciones
Motores: convierten calor en trabajo. Refrigeradores: mueven calor de frio a caliente (usan trabajo). Ninguna maquina es 100% eficiente.
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Dilatacion termica
Cuando un material se calienta, se expande (dilatacion). Cuando se enfria, se contrae. Los puentes tienen juntas de dilatacion para evitar que se agrieten. Los rieles del tren tienen espacios. El agua es especial: se expande al congelarse (por eso el hielo flota).
La termodinamica explica fenomenos cotidianos: por que sudamos (enfriamiento por evaporacion), por que los globos se expanden al calentarlos, por que las montanas tienen nieve arriba (el aire sube y se enfria). Es la fisica del calor en accion.
Piensa y responde
Que ley de la termodinamica dice que el calor siempre fluye de caliente a frio?
En el equilibrio termico, los dos objetos tienen la misma temperatura.
La formula del calor sensible es Q = . Si m=100g, c=4.18 J/g°C y ΔT=10°C, Q= J.
Relaciona cada concepto con su definicion:
Clasifica estos ejemplos segun el tipo de calor:
Arrastra cada ficha a su categoría (o tócala y luego toca la categoría). También puedes usar el teclado.
Ordena lo que pasa al poner un hielo en un vaso con agua tibia:
Coloca los elementos en orden y pulsa Comprobar.
Por que los radiadores de calefaccion se ponen abajo y los aires acondicionados arriba? El aire caliente sube (conveccion) y el frio baja. Asi se distribuye mejor la temperatura.
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Para dominar
- Equilibrio termico: misma temperatura, flujo neto cero
- Calor sensible (cambia T): Q = m x c x ΔT. Calor latente (cambia estado): Q = m x L
- 2a ley: calor va de caliente a frio. Entropia siempre aumenta
- Dilatacion: los materiales se expanden al calentar
Comentarios
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