Fisica genral u5

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  • Unidad V

    Temperatura y calor

  • TrmicoTrmico DceseDcese dede lala temperaturatemperatura.. QueQue mantienemantiene lala

    temperaturatemperatura dede unauna cosacosa..

    LaLa temperaturatemperatura eses unauna magnitudmagnitud referidareferida aa laslas

    nocionesnociones comunescomunes dede caliente,caliente, tibio,tibio, frofro queque

    puedepuede serser medida,medida, especificamenteespecificamente,, concon unun

    termmetrotermmetro..

  • EnEn fsica,fsica, sese definedefine comocomo unauna magnitudmagnitud escalarescalar

    relacionadarelacionada concon lala energaenerga internainterna dede unun sistemasistema

    termodinmico,termodinmico, definidadefinida porpor elel principioprincipio cerocero dede lala

    termodinmicatermodinmica.. MsMs especficamente,especficamente, estest

    relacionadarelacionada directamentedirectamente concon lala parteparte dede lala

    energaenerga internainterna conocidaconocida comocomo "energa"energa cintica"cintica",,

    queque eses lala energaenerga asociadaasociada aa loslos movimientosmovimientos dede laslas

    partculaspartculas deldel sistema,sistema, seasea enen unun sentidosentido

    traslacionaltraslacional,, rotacional,rotacional, oo enen formaforma dede vibracionesvibraciones..

    AA medidamedida dede queque seasea mayormayor lala energaenerga cinticacintica dede

    unun sistema,sistema, sese observaobserva queque steste sese encuentraencuentra msms

    "caliente""caliente";; eses decir,decir, queque susu temperaturatemperatura eses mayormayor..

  • GradoGrado CelsiusCelsius ((C)C)..

    ParaPara establecerestablecer unauna basebase dede medidamedida dede lala temperaturatemperatura

    AndersAnders CelsiusCelsius utilizutiliz (en(en 17421742)) loslos puntospuntos dede fusinfusin yy

    ebullicinebullicin deldel aguaagua..

    SeSe consideraconsidera queque unauna mezclamezcla dede hielohielo yy aguaagua queque sese

    encuentraencuentra enen equilibrioequilibrio concon aireaire saturadosaturado aa 11 atmatm estest

    enen elel puntopunto dede fusinfusin..

  • GradoGrado CelsiusCelsius ((C)C)..

    UnaUna mezclamezcla dede aguaagua yy vaporvapor dede aguaagua (sin(sin aire)aire) enen

    equilibrioequilibrio aa 11 atmatm dede presinpresin sese consideraconsidera queque estest enen

    elel puntopunto dede ebullicinebullicin..

    CelsiusCelsius divididividi elel intervalointervalo dede temperaturatemperatura queque existeexiste

    entreentre stosstos dosdos puntospuntos enen 100100 partespartes igualesiguales aa laslas queque

    llamllam gradosgrados centgradoscentgrados CC.. SinSin embargo,embargo, enen 19481948

    fueronfueron renombradosrenombrados gradosgrados CelsiusCelsius enen susu honorhonor;; asas

    mismomismo sese comenzcomenz aa utilizarutilizar lala letraletra maysculamayscula parapara

    denominarlosdenominarlos..

  • GradoGrado FahrenheitFahrenheit ((F)F)..

    TomaToma divisionesdivisiones entreentre elel puntopunto dede congelacincongelacin dede unauna

    disolucindisolucin dede clorurocloruro amnicoamnico (a(a lala queque lele asignaasigna valorvalor

    cero)cero) yy lala temperaturatemperatura normalnormal corporalcorporal humanahumana (a(a lala

    queque lele asignaasigna valorvalor 100100))..

    EsEs unauna unidadunidad tpicamentetpicamente usadausada enen loslos EstadosEstados

    UnidosUnidos;; errneamente,errneamente, sese asociaasocia tambintambin aa otrosotros

    pasespases anglosajonesanglosajones comocomo elel ReinoReino UnidoUnido oo Irlanda,Irlanda,

    queque usanusan lala escalaescala CelsiusCelsius..

  • KelvinKelvin (K)(K)

    ElEl KelvinKelvin eses lala unidadunidad dede medidamedida deldel SISI..

    LaLa escalaescala KelvinKelvin absolutaabsoluta eses parteparte deldel cerocero absolutoabsoluto yy

    definedefine lala magnitudmagnitud dede sussus unidades,unidades, dede taltal formaforma queque

    elel puntopunto tripletriple deldel aguaagua eses exactamenteexactamente aa 273273,,1616 KK..33

  • La frmula de conversin entre

    la escala Celsius y la Kelvin:

    tc = tK 273.15

    La frmula de conversin entre

    Kelvin y Fahrenheit:

    67.45959 KF tt

    0C

    100C

    50C

    273.15K

    373.15K

    323.15K

    32F

    212F

    122F

  • SeSe denominadenomina dilatacindilatacin trmicatrmica alal aumentoaumentodede longitud,longitud, volumenvolumen oo algunaalguna otraotradimensindimensin mtricamtrica queque sufresufre unun cuerpocuerpofsicofsico debidodebido alal aumentoaumento dede temperaturatemperaturaqueque sese provocaprovoca enen ll porpor cualquiercualquier mediomedio..

    CasiCasi todostodos loslos slidosslidos sese dilatandilatan cuandocuando sesecalientan,calientan, ee inversamenteinversamente sese encogenencogen alalenfriarseenfriarse..

    EstaEsta dilatacindilatacin oo contraccincontraccin eses pequea,pequea,peropero sussus consecuenciasconsecuencias sonson importantesimportantes..

  • UnUn elevadorelevador usausa unauna cintacinta metlicametlica dede aceroaceroqueque tienetiene exactamenteexactamente 5000050000 mm dede longitudlongitud aa2020CC QuQu longitudlongitud tienetiene enen unun dada dede veranoveranocalurosocaluroso enen queque lala temperaturatemperatura eses dede 3535C?C? SolucinSolucin

    SeSe tratatrata dede unun problemaproblema dede expansinexpansin lineallineal dondedonde:: lalaincgnitaincgnita eses lala nuevanueva longitudlongitud LL == LL ++ LLoo yy conocemosconocemosLLoo== 5000050000m,m, TToo== 2020C,C, TTff== 3535CC yy elel coeficientecoeficiente dedeexpansinexpansin lineallineal parapara elel aceroacero ==11..22 xx 1010--55 KK--11,, luegoluego LL == TT LLoo LL == 11..22 xx 1010--55 KK--11 ((3535CC-- 2020C)(C)(5000050000m)m) LL == 99mm LuegoLuego L=LL=L ++ LLoo L=L= 99mm ++5000050000mm LL == 5000950009mm..

  • AA unauna temperaturatemperatura dede 1515CC unauna varillavarilladehierrodehierro tienetiene unauna longitudlongitud dede 55metrosmetros.. culcul serser suhierrosuhierro tienetiene unaunalongitudlongitud dede 55 metrosmetros.. culcul sersersulongitudsulongitud alal aumentaraumentar lala temperaturatemperatura aa2525 C?C?

    CulCul eses lala longitudlongitud dede unun cablecable dedecobrecobre alal disminuirdisminuir latemperaturalatemperatura aa 1414C,C, sisi concon unauna temperaturatemperatura dede 4242 CCtemperaturatemperatura aa 1414 C,C, sisi concon unaunatemperaturatemperatura dede 4242 CC midemide 416416metros?midemetros?mide 416416 metros?metros?

  • UnaUna barrabarra dede aluminioaluminio dede 00..0101 mm33 aa 1616

    C,C, seasea 1616C,C, sese calientacalienta aa 4444 CC..

    CalcularCalcular::

    a)Cula)Cul serser elel volumenfinalvolumenfinal??

    b)Culb)Cul fuefue susu dilatacindilatacin cbicacbica final?final?

    c)Culc)Cul fuefue susu dilatacindilatacin cbica?cbica?

  • UnaUna esferaesfera huecahueca dede aceroacero aa 2424CC tienetiene unun

    volumenvolumen dede 00..22 mm33.. CalcularCalcular

    a)Qua)Qu volumenvolumen finalfinal tendrtendr aa -- 44 CC enen mm33..