Post on 15-Oct-2015
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
1/25
FISICA II
1
Calor y
Temperatura
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
2/25
Temperatura
La temperatura es una magnitud que
nos indica la agitacin promedio de las
partculas de un sistema.
El calor es energa en transito, que se
mueve desde el sistema de mayor
temperatura hacia el de menor
temperatura.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
3/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
4/25
TERMOMETROS
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
5/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
6/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
7/25
Convierta las siguientes temperaturas Celsius a Fahrenheit: a) -
62.8 C, la temperatura ms baja registrada en Norteamrica (3 de
febrero de 1947, Snag, Yukn); b) 56.7 C, la temperatura ms
alta registrada en Estados Unidos (10 de julio de 1913, Death
Valley, California); c) 31.1 C, la temperatura promedio anual msalta del mundo (Lugh Ferrandi, Somalia).
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
8/25
La temperatura,lo hemos visto, es una propiedad que expresa el
estado de agitacin o movimiento desordenado de cada una delas molculas de un cuerpo. Es, por lo tanto, una medida que
describe el estado de un sistema.
El de mayor temperatura, liberar calor, el cual absorber el demenor temperatura, efectundose as un intercambio que
terminar cuando ambos cuerpos tengan el mismo nivel de calor,es decir, la misma temperatura o equilibrio trmico
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
9/25
Cuando dos sustancias con diferentetemperatura se ponen en contacto, pasado
un tiempo alcanza la misma temperatura
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
10/25
Evale su comprensin: Si se introduce unTermmetro en una olla de agua caliente y se registra
la lectura de aqul, qu temperatura se registrar?
i) la temperatura del agua; ii) la temperatura del
termmetro; iii) un promedio igual de las
temperaturas del agua y el termmetro;
iv) un promedio ponderado de las temperaturas del
agua y del termmetro, con mayor nfasis en la
temperatura del agua; v) un promedio ponderado del
agua y del termmetro, con mayor nfasis en latemperatura del termmetro.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
11/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
12/25
Expansin Trmica
Los cambios de temperatura afectan el
tamao de los cuerpos, pues la
mayora de ellos se dilatan alcalentarse y se contraen si se
enfran. Los gases se dilatan mucho
ms que los lquidos, y stos ms quelos slidos.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
13/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
14/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
15/25
Dilatacin Superficial, el cuerpo aumenta en dosdimensiones, largo y ancho.
Por eso las veredas y pistas presentan espacios libres
unas con otras para no sobreponerse entre ellas por
efecto de la dilatacin.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
16/25
Dilatacin Volumtrica, ocurre en tres dimensionesy se producen en cuerpos en estado:
a) Lquidos
b) Slidos Quinteresante!
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
17/25
En los slidos las partculas vibran alrededor deposiciones fijas; sin embargo al calentarse
aumentan su movimiento y se alejan de sus
centros de vibracin dando como resultado la
dilatacin. Por el contrario, al bajar latemperatura las partculas vibran menos y el
slido se contrae.
En los gases y lquidos las partculas chocanunas contra otras en forma continua, pero si
se calientan, chocarn violentamente rebotandoa mayores distancias y provocarn la dilatacin.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
18/25
Dilatacin
Lineal: l = l0(1 + T)
Superficial: S = S0(1 + T)
Cbica: V = V0(1 + T)
, y son los coeficientes dedilatacin, lineal, superficial y cbica
respectivamente, y dependen del tipo
de material. Se miden en C1. Para un mismo material = 2 ; = 3 .
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
19/25
Coeficientes de dilatacin lineal de
algunas sustancias.Sustancia (1/ C)
Hierro 11.7 x 10 -6
Aluminio 22.4 x 10 -6
Cobre 16.7 x 10 -6
Plata 18.3 x 10 -6
Plomo 27.3 x 10 -6
Nquel 12.5 x 10 -6
Acero 11.5 x 10 -6
Zinc 35.4 x 10 -6
Vidrio 7.3 x 10 -6
Cuarzo (fundido) 0.04 x 10 -5
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
20/25
Coeficientes de dilatacincbica.
Sustancia ( C -1)
Hierro 35.1 x 10-6
Aluminio 67.2 x 10-6
Cobre 50.1 x 10-6
Acero 34.5 x 10-6 Vidrio 21.9 x 10-6
Mercurio 182 x 10-6
Glicerina 485 x 10-6
Alcohol etlico 746 x 10-6
Petrleo 895 x 10-6
Etanol 7.5 x 10-5
Latn 6.0 x 10-5
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
21/25
En el ejercicio anterior el
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
22/25
El agua, en el intervalo detemperaturas de 0 C a 4 C, secontrae al aumentar la
temperatura. En este intervalo, su
coeficiente de expansin es
negativo. Por arriba de 4 C, el
agua se expande al calentarse. Por
lo tanto, el agua tiene su mayor
densidad a 4 C. El agua tambin
se expande al congelarse, lo cual
explica por qu se forman jorobas
en el centro de los compartimentosde una charola para cubitos de
hielo. En cambio, la mayora de los
materiales se contraen al
congelarse.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
23/25
Si sujetamos rgidamente los extremos de una varilla para evitar su expansin
o contraccin y luego variamos la temperatura, aparecern esfuerzos de
tensin o compresin llamados esfuerzos trmicos. La varilla quiere
expandirse o contraerse, pero las abrazaderas no la dejan. Los esfuerzospueden ser tan grandes que deformen irreversiblemente la varilla o incluso la
rompan.
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
24/25
5/25/2018 Clase 12 de Fisica II
25/25
Una varilla de latn tiene 185 cm de longitud y 1.60
cm de dimetro. Qu fuerza debe aplicarse a cadaextremo para impedir que la varilla se contraiga al
enfriarse de 120 C a 10 C?