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Santiago Pérez OyarzúnFacultad de Física- PUC
FISICA GENERAL ARQUITECTURA
TEMPERTURA
Santiago Pérez OyarzúnFacultad de Física- PUC
FISICA GENERAL ARQUITECTURA
CLASE DE HOY
Ley Cero de la termodinámica Escalas de Temperatura Expansión térmica
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TEMPERATURA
Cantidad Escalar Tiene que ver con la energía interna de
un sistema compuesto de muchas partículas
La pregunta es ¿Cómo SE MIDE?
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AGUA FRÍA AGUA TIBIA AGUA CALIENTE
MANO IZQUIERDA MANO DERECHA
Experimento
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AGUA FRÍA AGUA TIBIA AGUA CALIENTE
MANO IZQUIERDA MANO DERECHA
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RESULTADO
MANO IZQUIERDA: “El AGUA ESTÁ CALIENTE”
MANO DERECHA: “EL AGUA ESTÁ FRÍA”
→ NUESTRO CUERPO NO ES UN BUEN INSTRUMENTO PARA MEDIR TEMPERATURA
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CONTACTO TÉRMICO: hay intercambio de energía entre dos sistemas debido a que tienen distinta temperatura
EQUILIBRIO TÉRMICO: dos sistemas en contacto térmico tienen CERO intercambio de energía
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LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
A en equilibrio térmico con C
CC
B en equilibrio térmico con C
A en equilibrio térmico con B
Existe el TERMÓMETRO
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TERMÓMETRO
Volumen de un líquido Dimensiones de un sólido Presión de un gas a volumen constante Volumen de un gas a presión constante Resistencia eléctrica de un conductor Color de un objeto
Se basa en una propiedad física que podemos medir
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Escala Celsius
AGUA CON HIELO → 0 ºC
AGUA HIRVIENDO → 100 ºC
Alcohol hasta 50 ºC
Mercurio hasta entre -39ºC y 85ºC
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Escala Fahrenheit
AGUA CON HIELO → 32 ºF
AGUA HIRVIENDO → 212 ºF
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Escala Absoluta de Temperatura (K)
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Gas Ideal Monoatómico
La energía interna viene solo de la traslación y depende solo de T
A volumen constante
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Algunas Temperaturas
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EXPANSIÓN TÉRMICA
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EXPANSIÓN TÉRMICA
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Modelo de sólido
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En una sola pieza, el agujero se agranda
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Expansión Térmica
Expansión Lineal
Expansión Volumen (sólidos y liquidos)
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Algunos Materiales
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Expansión Isotrópica
Área γ = 2α
Volumen β = 3α
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Caso Volumen
Volumen inicial de una caja de material
Si Nos quedamos con el término lineal
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Ejemplo
Cierto telescopio forma una imagen de parte de un cúmulo de estrellas en un chip detector de silicio cuadrado (charge-coupled detector CCD), de 2 cm por lado. Un campo de estrellas se enfoca en el chip CCD cuando se energizó primero y su temperatura es de 20 ºC. El campo de estrellas contiene 5342 estrellas uniformemente dispersas. Para hacer más sensible el detector, se enfría a -100 ºC ¿Cuántas estrellas caben en el chip? R: 5336.
Nota. Considere que el coeficiente de expansión superficial es 2α y para el silicio α=4.68x10-6 ºC-1.
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Ejemplo
Las secciones de concreto de cierta supercarretera están diseñadas para tener una longitud de 25 m. Las secciones son vaciadas y curadas a 10 ºC. Calcule la separación mínima que debe dejar el ingeniero entre las secciones para eliminar el pandeo si el concreto puede alcanzar una temperatura de 50 ºC. R: 1.2 cm
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