Problemas Complementarios

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INTRODUCCIÓN Apreciados estudiantes Queremos darles la bienvenida y felicitarlos por la decisión de participar en este proyecto de profundización en las ciencias naturales. Esperamos que encuentren en la química, la física y la biología, otras oportunidades para mejorar su compresión sobre el mundo material y social en el que nos desarrollamos. Vivimos en nuestro planeta tierra pero estamos conectados con un sistema material y energético de infinitas dimensiones. Conocer el mundo que nos rodea nos invita a pensar desde una realidad cósmica, la composición material de nuestro planeta tierra. Sugerimos que cada actividad sea trabajada inicialmente a nivel individual; luego, que en pequeños grupos se comportan las respuestas y finalmente, con la orientación del profesor, en sesión plenaria, se realice una puesta en común, con el fin de contrastar las ideas previas. Al terminar la plenaria, hacer la lectura que se encuentra en el texto con el objeto de contribuir al aprendizaje significativo de los conceptos químicos implícitos en la actividad propuesta. A continuación, se presentan otras situaciones a resolver con el fin de ampliar el campo de aplicación de los conceptos vistos. Adicionalmente, encontraran sugerencias de páginas web donde podrán ampliar y/o, profundizar los temas vistos, actividad que se espera realice extra clase. Actividad 1. ¿De qué está formado el universo? Una vez realizada la plenaria, procedes a dar lectura al siguiente párrafo. Lectura de apoyo. Composición de nuestro mundo material Diversas teorías han sido creadas por el ser humano para explicar el origen, composición y transformación de esa categoría que hoy llamamos universo. Se supone, según la teoría del Big Bang, que en algún momento del espacio y del tiempo la materia comprimida exploto distribuyéndose por el espacio infinito. Se inicia así un larguísimo periodo de organización de todo ese caos. Hoy se sabe que dentro de dicha organización existen las galaxias y dentro de ellas se encuentran: estrellas, planetas y nebulosas. Una de las miles de galaxias es la vía láctea en donde a su vez se encuentra el sistema solar. Dentro del sistema sola esta nuestro planeta. Ahora bien, a pesar de la gran diversidad de materiales existentes en el universo existe una estructura de la materia que nos permite explicar de manera unitaria no solo de que están hechas las cosas sino también los cambios que ocurren a nuestro alrededor. Sugerencia visite http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/index.htm

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  1. 1. INTRODUCCIN Apreciados estudiantes Queremos darles la bienvenida y felicitarlos por la decisin de participar en este proyecto de profundizacin en las ciencias naturales. Esperamos que encuentren en la qumica, la fsica y la biologa, otras oportunidades para mejorar su compresin sobre el mundo material y social en el que nos desarrollamos. Vivimos en nuestro planeta tierra pero estamos conectados con un sistema material y energtico de infinitas dimensiones. Conocer el mundo que nos rodea nos invita a pensar desde una realidad csmica, la composicin material de nuestro planeta tierra. Sugerimos que cada actividad sea trabajada inicialmente a nivel individual; luego, que en pequeos grupos se comportan las respuestas y finalmente, con la orientacin del profesor, en sesin plenaria, se realice una puesta en comn, con el fin de contrastar las ideas previas. Al terminar la plenaria, hacer la lectura que se encuentra en el texto con el objeto de contribuir al aprendizaje significativo de los conceptos qumicos implcitos en la actividad propuesta. A continuacin, se presentan otras situaciones a resolver con el fin de ampliar el campo de aplicacin de los conceptos vistos. Adicionalmente, encontraran sugerencias de pginas web donde podrn ampliar y/o, profundizar los temas vistos, actividad que se espera realice extra clase. Actividad 1. De qu est formado el universo? Una vez realizada la plenaria, procedes a dar lectura al siguiente prrafo. Lectura de apoyo. Composicin de nuestro mundo material Diversas teoras han sido creadas por el ser humano para explicar el origen, composicin y transformacin de esa categora que hoy llamamos universo. Se supone, segn la teora del Big Bang, que en algn momento del espacio y del tiempo la materia comprimida exploto distribuyndose por el espacio infinito. Se inicia as un largusimo periodo de organizacin de todo ese caos. Hoy se sabe que dentro de dicha organizacin existen las galaxias y dentro de ellas se encuentran: estrellas, planetas y nebulosas. Una de las miles de galaxias es la va lctea en donde a su vez se encuentra el sistema solar. Dentro del sistema sola esta nuestro planeta. Ahora bien, a pesar de la gran diversidad de materiales existentes en el universo existe una estructura de la materia que nos permite explicar de manera unitaria no solo de que estn hechas las cosas sino tambin los cambios que ocurren a nuestro alrededor. Sugerencia visite http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/index.htm
  2. 2. Actividad 2. Qu es lo comn en la materia? En forma individual de respuesta a la siguiente situacin. Qu tiene en comn cuerpos materiales tan diversos como: un rbol, una casa, un rio, una roca , una fruta , un perro , un baln, una flor?; con la orientacin del profesor identificar , conceptualizar y establecer relaciones entre las dos propiedades generales ms importantes de la materia, comunes a todos los cuerpos: la masa y el volumen. Lectura de apoyo Todos los cuerpos materiales que se encuentran en nuestro entorno tienen masa y ocupan un volumen. La masa es la cantidad de materia que poseen los cuerpos. La masa de un objeto no vara aunque este sea trasladado de un lugar a otro o aun ms de un planeta a otro; en cambio el peso de un objeto si vara ya que depende, en forma directa, de la fuerza de atraccin gravitacional. El volumen de un cuerpo es el espacio que ocupa; es el resultado de las tres dimensiones del cuerpo; largo, ancho y alto para los cuerpos que tiene una forma geomtrica definida; para los cuerpos de forma irregular su volumen se determina de forma indirecta midiendo el volumen que el cuerpo desplaza al ser sumergido en un liquido. Como bien sabemos el universo est formado por materia, energa y espacio vaco. El sistema solar hace parte del universo, por lo tanto tambin est constituido por materia Pero, Si todos los cuerpos estn hechos de materia entonces en que se parecen y en qu se diferencian uno a otros?
  3. 3. Situaciones de aplicacin conceptual Seleccione la respuesta correcta 1. El 11 de mayo del 2009 parti el transbordador Atlantis, con el fin de reparar el telescopio espacial Hubble. los astronautas hicieron varias caminatas espaciales durante la misin para efectuar las reparaciones y actualizar el Hubble a fin de que preste servicio varios aos ms. Si uno de los astronautas tena en la tierra 70Kg. Entonces: a) En el espacio tiene la misma masa y el mismo peso que en la tierra. b) En el espacio tiene la misma masa pero diferente peso. c) En el espacio tiene el mismo peso que en la tierra pero diferente masa. d) En el espacio aumenta la masa y el peso. En la situacin anterior: a) El volumen del astronauta es mayor en el espacio. b) El volumen del astronauta es menor en el espacio. c) El volumen del astronauta no cambia en el espacio. d) La relacin masa volumen del astronauta varia en el espacio. Actividad 3. Qu es lo diferente en el material? Los siguientes cubos representan diversos materiales. Tienen diferentes masas pero el mismo volumen. Ordnelos de menos a mayor segn el valor de su densidad. Cul es el ms denso? Cul es el menos denso?. El volumen no permite identificar los cuerpos materiales. La masa no permite identificar los cuerpos
  4. 4. Lectura de apoyo Las propiedades que diferencian un tipo de materia de otra se denominan especficas y se clasifican en fsicas y qumicas. La densidad es una propiedad especfica de los cuerpos materiales que establece la relacin entre la masa y el volumen. No importa qu cantidad de material se tome siempre tendr el mismo valor de la relacin masa sobre volumen. Entonces, para decidir cual tendr menor densidad, cuando el volumen es constante, debemos fijarnos en el cuerpo que tiene la menor masa; es decir, la variable implicada es la masa; por consiguiente ser el hidrogeno, el material que tendr la menor densidad y as sucesivamente el aire, el corcho, el agua y finalmente el plomo. Situaciones de aplicacin conceptual Seleccione la respuesta correcta 2. El picnmetro es un instrumento que se utiliza para determinar la densidad. Para calcular la densidad de una solucin desconocida se realizaron las siguientes medidas que se muestran en la tabla: Picnmetro vacio Picnmetro lleno Volumen del picnmetro 20,500g 50,5000g 70,00ml Para determinar la densidad de la solucin se debe: a) Sumar el peso del picnmetro vacio con el peso del picnmetro lleno y dividir por el volumen del picnmetro. b) Dividir el peso del picnmetro lleno entre el volumen del picnmetro c) Restar el peso del picnmetro lleno el peso del picnmetro vacio y dividir por el volumen del picnmetro. d) Restar del peso del picnmetro vacio el peso del picnmetro lleno y dividir por el volumen del picnmetro. 3. En la situacin anterior, si sacamos 10,0 ml de la solucin que se encuentra en el picnmetro y la pasamos a un vaso: La densidad de la solucin se mantiene constante a) La densidad de la solucin disminuye b) La densidad de la solucin aumenta c) La relacin entre la masa y el volumen cambia
  5. 5. 4. La densidad de la solucin desconocida es : a) 0,4286 g./ml b) 0,7214 g./ml c) 0,2928 g./ml d) 1,0142 g./ml Actividad 4. Por qu unas sustancias se disuelven en el agua y otras no? En las siguientes situaciones seale con una X en la casilla correspondiente segn que sean solubles o insolubles. Situacin Soluble No soluble Se mezclan 100 ml de agua con 1 g de sal de cocina (1fase) Se mezclan 100 ml de agua con 100 ml de alcohol (fase1) Se mezcla 100ml de agua con 100 ml de aceite de cocina (2 fase) Se mezclan 100ml de agua con 5 g de crema de manos ( 2 fases) Lectura de apoyo La solubilidad es una propiedad especfica de los materiales que consiste en que los componentes se mezclan para producir un sistema completamente homogneo; es decir no diferenciable a simple vista; si los componentes no logran mezclarse en un todo homogneo se puede afirmar que estos materiales no solo solubles el uno en el otro. As por ejemplo, la sal de cocina se disuelve en el agua mientras que el aceite no se disuelve. Es una propiedad especfica pues es caracterstica de cada material. En otra unidad desarrollaremos modelos explicativos para esta propiedad. Queda por resolver la pregunta: de qu depende que un material se disuelva o no en otro? Otras propiedades especficas de la materia son: el punto de fusin y el punto de ebullicin
  6. 6. Actividad 5 Puntos de fusin y ebullicin Con base en la grafica determine para cada sustancia qumica el valor del punto de ebullicin. Lectura de apoyo El punto de ebullicin de una sustancia es la temperatura a la cual la presin de vapor de lquido se hace igual a la presin atmosfrica. De esta manera podemos decir que los puntos de ebullicin de las sustancias en orden creciente son: 35:C, 55:C, 100:C, y 120:C El punto de fusin de una sustancia es la temperatura a la cual un slido pasa a estado lquido; mientras el slido est pasando a lquido la temperatura permanece constante. Las sustancias se caracterizan por tener (para una presin determinada) un punto de fusin fijo. Seleccione la respuesta correcta Observe la grafica anterior y responda
  7. 7. 5. La sustancia ms voltil es a) Acido actico b) ter etlico c) Agua d) Acetona 6. A 30:C a) La presin de vapor de agua y acido actico es la misma. b) La presin de vapor de la acetona es menor que la del agua. c) La presin de vapor del ter etlico es menor que la de la cetona d) La presin de vapor del ter es igual a la de la acetona Lectura de apoyo Otras propiedades especficas son: maleabilidad, conductividad elctrica y trmica, ductibilidad. Adems de las propiedades fsicas es necesario aqu referirnos a las propiedades qumicas de las sustancias; estas propiedades estn relacionadas con la composicin, la estructura y la capacidad que tienen las sustancias para reaccionar. Ejemplo: la acidez, la basicidad, la toxicidad, la oxidacin o corrosin, la reduccin. Estas propiedades permiten identificar y diferenciar unas sustancias de otras; las propiedades qumicas no pueden ser determinadas simplemente a travs de la vista o del tacto; debe ser afectada la estructura interna de las sustancia para que se manifieste la propiedad; estas propiedades se ponen de manifiesto cuando las sustancias reaccionan; es decir, cuando se rompen y se forman nuevos enlaces qumicos entre los tomos. Por ejemplo el hidrxido de sodio manifiesta sus propiedades bsicas cuando reacciona con el acido clorhdrico quien a su vez manifiesta sus propiedades acidas; la sustancia elemental sodio manifiesta sus propiedades metlicas cuando reacciona con el agua para producir hidrgeno. Entonces las propiedades qumicas de las sustancias permiten identificarlas de otras y se manifiestan cuando hay reaccin qumica.
  8. 8. Situaciones de aplicacin conceptual Seleccione la respuesta correcta Se realiza un experimento para determinar los puntos de fusin y ebullicin de una sustancia. Los datos que se obtienen se presentan en la siguiente grafica, a partir de los datos dados en la grafica responda las siguientes cuestiones: 7. El punto de ebullicin es a) 50:C b) -20:C c) 30:C d) 60:C 8. A menos -20:C y 5 min la sustancia X: a) Empieza a licuarse. b) Se encuentra totalmente en estado gaseoso. c) Se encuentra en los estados solido y liquido. d) Una parte en estado gaseoso.
  9. 9. 9. A los 20 min la sustancia X se encuentra: a) Solamente en estado liquido b) Solamente en estado gaseoso c) Una parte en estado liquido y otra en estado solido d) Solamente en estado gaseoso 10. A 50:C y 50 min: a) Empieza la sustancia X a pasar a gas b) La sustancia est totalmente en estado gaseoso c) Parte de la sustancia est en estado liquido y parte en estado solido d) La sustancia se encuentra en estado solido 11. Es la propiedad qumica: a) La combustin b) La sublimacin c) La filtracin d) La evaporacin 12. Es una propiedad fsica: a) La oxidacin b) La acidez c) La basicidad d) La sublimacin Se recomienda realizar las actividades de las siguientes pginas web. 1. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd52/toxic-es/cap2.pdf 2. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/contenido1.htm
  10. 10. CALOR Y ENERGIA En la unidad anterior habamos hablado del movimiento y como en este universo no existe nada en reposo absoluto, ahora la causa de este movimiento es la energa y mas que ella en s misma es la manera como pasa de un estado a otro ya que existen muchas formas de energa, por ejemplo en una simple cada libre hay transformacin de energa interna a calrica, en la respiracin tambin hay transformacin de energa qumica ya que nuestras clulas siempre realizan combustin gracias al oxigeno, y se podran decir miles ms de ejemplos y siempre aparece una razn LA ENERGIA LA TEMPERATURA Quin no ha tomado un termmetro en la vida? Lo ms seguro es que al menos hemos usado uno clnico cuando tenemos fiebre ya que la temperatura normal del cuerpo es de 36,5:C aproximadamente, pero Qu es realmente lo que estamos midiendo? Como sabemos la materia est conformada por tomos y molculas, las cuales estn en continuo movimiento de traslacin, rotacin y/o vibracin, por lo tanto poseen energa cintica, lo que se mide con la temperatura es la energa cintica promedio que poseen estas partculas estructurales. ESCALAS DE TEMPERATURAS: todas las escalas termomtricas atribuyen un valor arbitrario a ciertos puntos fijos, dividiendo las escalas en un nmero de divisiones iguales. Escala Celsius asigna como valores fijos el 0:C (punto de fusin del agua) y el 100:C (punto de ebullicin del agua). El intervalo 0_100 lo divide en 100 partes iguales. Escala Kelvin asigna como valores fijos el 0:K (Cero Absoluto) y el 273:K (punto de fusin del agua) las divisiones son iguales que en la escala Celsius la relacin con la escala Celsius es: K=C+273 Cero Absoluto: Es la temperatura a la cual cesa toda agitacin termina y es, por tanto, la mnima temperatura que puede alcanzar un cuerpo y corresponde a 0 Kelvin. Escala Fahrenheit: Asigna como valores fijos el 32:F (punto de fusin del agua) y el 212:F (punto de ebullicin del agua). El intervalo entre ambas temperaturas se divide en 180 partes iguales. La relacin con la escala Celsius es: C=5/9(F-32)
  11. 11. Ejemplo: 92:F A cuntos grados Celsius corresponden? A cuntos grados Kelvin? C=5/9(F-32); C =5/9(92-32); C=5/9(60); C=33,3: K =C +273; K =33,3 +273 =306,3: RESPONDE: 1. El cero absoluto en las escalas (Kelvin, Celsius, Fahrenheit) corresponde a a) 0,0,32 b) 0,-273,-32 c) 0,-273,-462 d) 0,-100,-180 2. La temperatura a la cual la escala Celsius y Fahrenheit coincide es: a) 0 b) 40 c) -40 d) 32 3. La temperatura de ebullicin del agua promedio en Bogot es de 92:C (debido a que la presin atmosfrica baja de 760 a 560 mmHg ) en la escala de kelvin y Fahrenheit corresponde a : a) 92K y 198F
  12. 12. b) 373K Y 212F c) 365K Y 200F d) 365K Y 198F RETO MENTAL Se va a crear una nueva escala de temperatura a la cual llamaremos BOMIX (representaremos con la letra B) y se le asigna al punto de fusin del agua el valor de 60 y el punto de ebullicin de la misma a el valor de 200 Cules serian las tres ecuaciones que permitiran convertir esta nueva escala a Celsius, Kelvin y Fahrenheit? Cmo podemos probar que estas ecuaciones son correctas? ACTIVIDAD N 6 TERMOGRAMA Hemos colocado un material desconocido en un recipiente hermtico y sellado, el cual posee un termmetro que nos permite ver constantemente la temperatura, y tomamos fotografas a diferentes intervalos de tiempo (cada 3 minutos)
  13. 13. Te invitamos a que termines de llenar los datos de la tabla usando las fotografas de los termmetros (tabular) y luego lo representes sobre la escala milimetrada que aparece; en el eje horizontal ubica los valores del tiempo y en le vertical los valores de la temperatura. FELICIDADES LOGRASTE PRESENTAR UN TERMOGRAMA. AHORA ANALICEMOS LA GRAFICA QUE OBTUVISTE Observa la grafica y escribe las caractersticas ms notorias: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ EFECTOS DEL CALOR 1. Aumento de temperatura 2. Cambios de estado 3. Dilatacin de los cuerpos AUMENTO DE LA TEMPERATURA: la cantidad de calor (cedido o absorbido) por un cuerpo depende del incremento de la temperatura, de su masa y de su propia naturaleza. La naturaleza de cada sustancia se refleja en una magnitud fsica llamada Calor Especifico. La frmula que nos relaciona el Calor cedido o absorbido con los tres factores citados es: = = Q Carlos Si m se mide en gramos, Q vendr dado en caloras Si m se mide en Kilogramos, Q vendr dado en Kilocaloras (Kcal) C Calor especifico . Temperatura final . Temperatura inicial Definiciones Calor especfico (c): Es el calor que debe recibir 1 gramo de una sustancia para que aumente su temperatura 1:C. Se mide en cal/gr :C.
  14. 14. Capacidad calorfica (C): Es el calor que debe recibir una sustancia ara que aumente su temperatura 1:C. Se mide en cal/:C. Calora: Es la cantidad de calor que debe recibir 1 gramo de agua para que su temperatura aumente 1 :C Supongamos que la masa del cuerpo es de 2 Kg (masa m). Y que la llama entrega 10 Kcal por cada minuto que pasa, entonces durante el primer intervalo de la recta la cual es creciente que dura: _______________ minutos, el sistema recibe __________________Kcal; a este ultimo valor lo llamaremos Q Durante este intervalo de tiempo las temperaturas inciales y finales del cuerpo son Ti ______ y Tf_____ si hacemos la resta Tf Ti: ____________ a este valor lo llamaremos T ________. Calculo capacidad calorfica: C= Q/ T: ___________ y sus unidades son __________________ Ahora calculamos el calor especifico c= C/m ____________ y sus unidades son ____________ Durante este primer intervalo de temperatura creciente la sustancia se encuentra en estado slido por lo tanto acabamos de calcular el calor especifico de la sustancia solida. CAMBIOS DE ESTADO Fusin: Es el cambio de estado que experimenta una sustancia al pasar de solido a liquido. El calor absorbido por un cuerpo en la fusin es igual al calor cedido por este en la solidificacin. Se llama Punto de Fusin a la temperatura en la que se produce el paso de solido a liquido (en el agua pura el punto de fusin es de 0 :C a 1 at. de presin). Mientras se produce el cambio de estado, el punto de fusin es constante. Se llama calor latente de fusin a la cantidad de calor por unidad de masa que ha de suministrarse a una sustancia a su temperatura de fusin para convertirla completamente en liquido. Se formula mediante: = Vaporizacin: Es el cambio de estado que experimenta una sustancia al pasar de liquido a gas. El calor absorbido por un cuerpo en la vaporizacin es igual al calor cedido por este en la condensacin.
  15. 15. Se llama Punto de ebullicin a la temperatura a la cual el liquido pasa a gas (en el agua pura es de 100 :C a 1 at. De presin). Mientras se produce el cambio de estado, el punto de ebullicin es constante. Se llama Calor latente de vaporizacin a la cantidad de calor por unidad de masa que ha de suministrarse a una sustancia a su temperatura de ebullicin para convertirla completamente en gas = Podramos decir que el calor latente es la cantidad de calor necesaria para cambiar de estado a temperatura constante. Los calores latentes se miden en J/kg o bien en cal/gr. Ahora analizaremos la segunda seccin que es la horizontal, en este intervalo la temperatura es constante (no cambia) por lo tanto esta temperatura corresponde al punto de fusin y vale Tf:__________. Ahora calculamos la cantidad de calor entregado, este intervalo dura _________________ minutos a razn de 10Kcal entregadas cada minuto tenemos Q: _______________Kcal entregadas. Ahora calculamos el calor latente de fusin dividiendo Q entre la masa : ____________ sus unidades son: ____________ Ya hemos analizado dos de los intervalos, ahora llenamos la siguiente tabla en la cual se incluyen los otros tres intervalos: INTERVALO ESTADO DE LA MATERIA TIPO DE CALOR C O SEGN EL CASO Primero SOLIDO SENSIBLE Segundo SOLIDO + LOQUIDO LATENTE Tercero Cuarto Quinto
  16. 16. RESUELVE 1. Para calentar 200g de una sustancia de 0 :C a 40:C fueron necesarias 4.000 cal. Determine el calor especifico y la capacidad termina o calorfica de la sustancia. a) 0,5 cal/g:C y 100 cal/:C b) 1 cal/g:C y 100 cal/:C c) 0,5 cal/g:C y 200 cal/:C d) 1 cal/g:C y 200 cal/:C 2. Cul es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 200g de cobre de 10 :C a 80 :C? .Considere el calor especifico del cobre igual a 0,01 cal/ g:C. a) 100 cal b) 90 cal c) 180 cal d) 2 cal 3. Para calentar 500g de una sustancia en 10:C se necesita 1000 cal, para calentar 100g en 50:C se necesitaran: a) 500 cal b) 200 cal c) 1000 cal d) 5000 cal RETO MENTAL 4. Una sustancia tiene c (solido): 10 cal/g:C, c (liquido): 20 cal/g:C, : 100 Cal/g , para llevar 10 g de estado slido a 20:C hasta liquido a 60:C si el punto de fusin es de 40:C se necesitan: a) 5000 cal b) 7000 cal c) 8000 cal d) 9000 cal
  17. 17. Equilibrio Trmico: En un proceso de mezcla de dos cuerpos a distinta temperatura, la cantidad de calor cedida por el cuerpo caliente ser igual a la cantidad de calor absorbida por el cuerpo frio hasta alcanzar el equilibrio trmico: = Sea la temperatura del cuerpo caliente 1, su masa 1 y su calor especfico 1 sea la temperatura del cuerpo frio 2, su masa 2 y su calor especfico 2 sea la temperatura final de equilibrio: Como = 1 1 1 = 2 2 ( 2) RESPONDER Se tiene un bloque de masa m1 y t1, un recipiente con liquido de masa m2 y t2, donde t1>t2, supongamos que introducimos m1 en m2 y se espera un largo tiempo, el sistema alcanza la temperatura tm (nada de calor se pierde al medio) 1. La temperatura final de t2 cumple la siguiente relacin: a) tm>t1 b) tmc2 el calor especifico del bloque es mayor que el del liquido, se puede decir con respecto a tm que : a) tm es el promedio de t1 y t2 b) que tm no corresponde a ningn valor comprendido entre t1 y t2 c) que tm est ms cerca de t1 d) que tm est ms cerca de t2 3. Supongamos que las masa son iguales, es decir m1=m2 y se cumple que c1=c2 el calor especifico del bloque es igual que el del liquido, se puede decir con respecto a tm que: a) tm es el promedio de t1 y t2 b) que tm no corresponde a ningn valor comprendido entre t1 y t2 c) que tm est ms cerca t1 d) que tm est ms cerca t2 4. Supongamos que m1=1kg y m2=2kg, t1=20:C y t2=40:C y se cumple que c1=100Kcal/kg y c2=50 Kcal/Kg tm vale: a) 25:C b) 30:C c) 35:C d) 40:C
  18. 18. DILATACIN Tren descarrillado por efecto del calor (ver la curvatura que toman los rieles), se ve un vagn en el suelo y el otro al fondo Argentina 2009 Al fenmeno por el que los cuerpos experimentan una variacin de volumen al modificar su temperatura, se le llama dilatacin. La variacin de volumen de un slido o un lquido depende de su naturaleza, generalmente la dilatacin en los gases es mayor que en los lquidos y en estos es mayor que en los slidos Dilatacin de los slidos: En las construcciones de puentes, viaductos, edificios, etc., existen unas pequeas separaciones, llamadas juntas de dilatacin, las cuales se construyen en previsin de la dilatacin de los cuerpos, evitando con ello la deformacin o rotura de la estructura. Tipos de dilatacin de los slidos: Dilatacin lineal: Se contempla en aquellos cuerpos en los que una de sus dimensiones es mucho mayor que en las otras dos (varillas, rieles, vigas). Obras de arquitectura e ingeniera pueden sufrir deformaciones peligrosas si no se tiene en cuenta la dilatacin, para evitarlo, es por lo que se dejan en los edificios las llamadas juntas de dilatacin (huecos de separacin intercalados perpendicularmente en la obra). Para estudiar la dilatacin lineal hay que definir una propiedad de la materia, llamada coeficiente de dilatacin lineal (): es el aumento que experimenta cada unidad de su longitud de la sustancia al aumentar 1:C su temperatura.
  19. 19. = 0 1 + 0: Longitud inicial L: longitud dilatada : Incremento de temperatura Dilatacin superficial: se contempla en aquellos cuerpos en los que una de sus dimensiones es mucho menor que las otras dos (chapas, laminas, espejos) Para estudiar la dilatacin superficial hay que definir una propiedad de la materia, llamada coeficiente de dilatacin superficial (): Es el aumento que experimenta cada unidad de superficie de la sustancia al aumentar 1:C su temperatura. = 0 1 + 0: Superficie inicial S: Superficie dilatada : Diferencia de temperatura Se cumple adems que = 2 Dilatacin cubica: se contempla en aquellos cuerpos en los que las tres dimensiones son parecidas. Para estudiar la dilatacin cubica hay que definir una propiedad de la
  20. 20. materia, llamada coeficiente de dilatacin cubica (): es el aumento que experimenta cada unidad de volumen de la sustancia al aumentar 1:C su temperatura. = 0 1 + 0: Volumen inicial V: Volumen dilatado : Incremento de temperatura Se cumple adems que = 3 RESUELVE TABLA COEFICIENTE DE DILATACION MATERIAL ( ) HORMIGO 1,0X 105 ACERO 12X 106 HIERRO 12X 106 PLATA 2,0X 105 ORO 1,5X 105 INVAR 0,04X 105 PLOMO 3,0X 105 ZINC 2,6X 105 ALUMINIO 2,4X 105 LATON 1,8X 105 COBRE 1,7X 105 VIDRIO 0,7X 105 CUARZO 0,04X 105 HIELO 5,1X 105
  21. 21. 1. Una varilla de acero de 1000 mm de longitud aumenta su temperatura en 200:C, el incremento de longitud ser: a) 2,4mm b) 2,0mm c) 1,2mm d) 24 mm 2. Se tienen tres varillas de diferentes materiales: hierro, plata y oro; todos tiene la misma longitud inicial y se colocan a calentar para que pasa de 20:C a 150:C; el orden de incremento de longitud ( de mayor a menor) es: a) Hierro , Plata, Oro b) Plata, Oro, Hierro c) Oro, Plata, Hierro d) Hierro, Oro, Plata Recomendados www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap10_calorimetria.php www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.html