Física para Ciencias: Termodinámica Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 1 er semestre 2014 FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014.

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    11-Apr-2015

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  • Fsica para Ciencias: Termodinmica Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 1 er semestre 2014 FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Trata de: Calor (energa trmica) Temperatura Dilatacin Comportamiento de gases (tratamiento macroscpico) Variables de estado presin, temperatura y densidad. El gas ideal La Termodinmica FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Temperatura La temperatura est asociada con una forma de energa, la Energa Trmica (o calor). Si dos objetos con temperaturas diferentes se ponen en contacto (contacto trmico), se intercambia energa trmica entre ellos. Llegarn a un equilibrio (equilibrio trmico) cuando dejen de tener un intercambio de energa entre ellos cuando estn a la misma temperatura. Dos objetos en equilibrio trmico estn a la misma temperatura. La energa trmica est relacionada a la energa cintica que tienen los tomos o molculas de la materia. FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Ley cero de la termodinmica Si los objetos A y B se encuentran por separado en equilibrio trmico con un objeto C, entonces los objetos A y B estn en equilibrio trmico entre si. FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 A C B
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  • Termmetros FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 Basados en alguna propiedad fsica de un sistema que cambia con la temperatura: Volumen de un lquido Longitud de un slido Presin de un gas a volumen constante Volumen de un gas a presin constante Resistencia elctrica de un conductor Color de un objeto
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  • Escalas de Temperatura FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Temperatura Absoluta: Kelvin FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 Gas 1 Gas 2 Gas 3 Presin vs Temperatura
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  • Escalas de Temperatura FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Expansin Trmica de Slidos y Lquidos Se encuentra experimentalmente que (en general) al aumentar la temperatura de un cuerpo, el cuerpo se expande (en todas direcciones). Por qu? FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Expansin Trmica de Slidos y Lquidos FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Se puede visualizar la expansin trmica como una ampliacin fotogrfica: Expansin Trmica de Slidos y Lquidos El agujero se agranda en una sola pieza. FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Coeficiente de expansin lineal FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 Expansin Trmica de Slidos y Lquidos
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  • FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 Expansin Trmica de Slidos y Lquidos Coeficiente de expansin de rea
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  • Ejercicio FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Calor El calor (o la energa trmica) se define como la energa que se transfiere entre un sistema y su entorno debido a una diferencia de temperatura. A nivel microscpico, el calor est relacionado a la energa cintica que tienen los tomos o molculas de la materia. Para elevar la temperatura de una sustancia hay que aumentar la energa trmica del mismo, entonces hay que suministrar energa. La cantidad de energa necesaria va a depender de la sustancia. Por ejemplo, se necesitan 4186J para aumentar la temperatura de 1kg de agua 1 o C, pero slo 3875J para hacer lo mismo con 1kg de cobre. FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014 Modelo de la configuracin atmica en una sustancia. Los tomos (esferas) se suponen unidos entre s por resortes que reflejan la naturaleza elstica de las fuerzas interatmicas. Al aumentar la temperatura, aumentan las vibraciones de los tomos.
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  • FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Calorimetra FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Ejercicio Calorimetra FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Calora Cantidad de calor necesaria para que 1 g de agua suba su temperatura en 1 C (especficamente de 15.5 C a 16.5 C) Similarmente 1 Btu: cantidad de calor necesaria para que una libra de agua suba su temperatura en 1 F (especficamente de 63 F a 64 F) FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Equivalente Mecnico del Calor Experimento de Joule (1843) FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • El calor latente y cambios de fase FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Cambio de Fase Slido Lquido: Fusin Lquido Gas: Ebullicin Gas Lquido: Condensacin Lquido Slido : Solidificacin Slido Gas: Sublimacin Los cambios de fase ocurren a Temperatura Constante. Ej: mientras un cubo de hielo se va derritiendo, el conjunto agua+hielo no cambia su temperatura. FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Calor Latente + : Absorbe calor - : Cede calor FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Ejercicio T ( o C) 100 0 -30 62.7 396.7 815.7 3076 Agua + vapor Vapor Agua Hielo + agua Hielo Calor (J) FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Ejercicio: Calorimetra FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014
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  • Resumen Temperatura y Escalas Celsius Fahrenheit Kelvin Expansin Trmica Linear rea Volumen Calorimetra Calor Especifico Cambio de Temperatura Cambio de Fase FIS109C 2: Fsica para Ciencias 1 er semestre 2014

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