ESCALAS DE TEMPERATURAbiblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/001...•Calor latente de fusión.- Es la cantidad de calor por unidad de masa que ha de suministrarse a una

ESCALAS DE TEMPERATURAESCALAS DE TEMPERATURA

Dentro de las másconocidas, tenemos:Celcius, Fahrenheit, kelvin100 100 180

Física II Mg. José Castillo Ventura 1

Kelvin Grado Celcius Grado FarenheitKelvin K = K K = °C + 273,15 K = (F +

459,67)5/9GradoCelcius

°C = K − 273,15 C = C C = (F - 32) 5/9

GradoFarenheit

F = K9/5 -459,67

F = C9/5 + 32 F = F

2Física II Mg. José Castillo Ventura

TRANSFERENCIA DE CALORTRANSFERENCIA DE CALOR• Consideremos dos cuerpos A y B, donde el primero se

encuentra a mayor temperatura que el segundo, siambos están separados por una pared diatérmica, sepodrá experimentar una transferencia d e energía, talque A pierde algo de energía y B lo gana, alencontrarse en desequilibrio, este proceso continuaráhasta alcanzar el equilibrio térmico, en tal sentidopodemos hablar que hubo una transferencia de calorentre A y B o la existencia de un flujo calorífico.

• Consideremos dos cuerpos A y B, donde el primero seencuentra a mayor temperatura que el segundo, siambos están separados por una pared diatérmica, sepodrá experimentar una transferencia d e energía, talque A pierde algo de energía y B lo gana, alencontrarse en desequilibrio, este proceso continuaráhasta alcanzar el equilibrio térmico, en tal sentidopodemos hablar que hubo una transferencia de calorentre A y B o la existencia de un flujo calorífico.

B

Pareddiatérmica

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AFlujo calorífico

Física II Mg. José Castillo Ventura

Es aquella energía que se transfiere entre un sistema y sumedio ambiente, debido a la diferencia de temperatura.

CALORCALOR

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Es aquella energía que se transfiere entre un sistema y sumedio ambiente, debido a la diferencia de temperatura.

CANTIDAD DE CALORCANTIDAD DE CALORSe puede considerar como la cantidad de energía entránsito de los cuerpos de mayor temperatura a los de menortemperatura. Su unidad es la caloría, que es la cantidad decalor necesaria para variar la temperatura de 1g de agua de14,5 °C hasta 15,5 °C.


• En el sistema británico tenemos como unidad alBTU, que es la cantidad de calor para elevar latemperatura de 1 lb de agua desde 63 °F hasta 64°F.

• Equivalencias:• 1 BTU= 252 cal= 0,252 Kcal= 1055 J.• 1 cal= 0,001 Kcal= 4, 186 J.• 1 BTU= 778 lb-pie

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CAPACIDAD CALORÍFICACAPACIDAD CALORÍFICA• Suponiendo una transferencia de calor ∆Q entre un

sistema de masa m y su entorno, en el caso que elsistema experimente una pequeña variación detemperatura ∆T, se define capacidad calorífica,como:

°∆∆=

C

cal

T

QC


CALOR ESPECÍFICOCALOR ESPECÍFICO

• Es la capacidad calorífica por unidad de masa, escaracterística del material del cual está compuesto elcuerpo. Se le representa por :

°∆

∆=Kkg

Jó

Cg

cal

Tm

Qc

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• El calor específico a una presión constante (cp) del agua es1 cal/g°C ó 4, 186 J/g °C.

• Según BRAHTZ (1968) existe una relación entre el calorespecífico y la salinidad del agua de mar a 0 °C y 1 atm. Depresión:

•

)(

000001324,00001098,0004136,0005,1 32

milppsalinidadSDonde

SSSc p

=

−+−=


• El agua tiene un alto específico. el calor, que,simplemente indicado, quiere decir que el agua gana opierde una cantidad grande de calor antes de que sutemperatura cambie apropiadamente. Esto influenciagradualmente sobre factores tan importantesbiológicamentes como la fotosíntesis y la disponibilidadde oxígeno

CAMBIOS DE FASECAMBIOS DE FASE

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• Consideremos un recipiente con hielo a -25 °C, el cuales sometido a calor por medio de rodearlo de unrecipiente que le suministra calor a temperaturaconstante.


125 –

100 –

75 –

50 -

25 -

0 -

-25 -

b c

d e

f

T(°C)

8

125 –

100 –

75 –

50 -

25 -

0 -

-25 - a t

a b Cambio de sólido a líquidob c Calor latente de fusión (temperatura no aumenta)c d Cambio de líquido a vapord e Calor latente de vaporización (temperatura no aumenta)e f Cambio a vapor saturado.


• Calor latente de fusión.- Es la cantidad decalor por unidad de masa que ha desuministrarse a una sustancia en supunto de fusión para convertirlacompletamente en líquido a la mismatemperatura. Su valor para el agua es333,6 J/g ó 3,34 x 105 J/kg, cuando lacongelación ocurre a 0 °C

• Calor latente de vaporización.- Es lacantidad de calor por unidad de masaque ha de suministrarse a una sustanciaen su punto de ebullición para convertirlacompletamente en gas a la mismatemperatura. Su valor para el agua es ó2,26 x 106 J/kg, en ella ocurre para 100°C.

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• Calor latente de vaporización.- Es lacantidad de calor por unidad de masaque ha de suministrarse a una sustanciaen su punto de ebullición para convertirlacompletamente en gas a la mismatemperatura. Su valor para el agua es ó2,26 x 106 J/kg, en ella ocurre para 100°C.


A distintas profundidades, latemperatura y salinidad de lasaguas varía.La pendiente de variación delpunto de densidad máxima esmayor que la generada por elcambio del punto decongelamiento, conformeaumenta la salinidad.•Para cierto porcentaje desalinidad (24.7%), el punto dedensidad máxima y decongelamiento del agua sealcanzan a igual temperatura (-1.33 ºC).

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•Para valores mayores que 24.7% de salinidad, el agua secongela antes de llegar al punto de densidad máxima (esto esválido para el agua de mar).

La pendiente de variación delpunto de densidad máxima esmayor que la generada por elcambio del punto decongelamiento, conformeaumenta la salinidad.•Para cierto porcentaje desalinidad (24.7%), el punto dedensidad máxima y decongelamiento del agua sealcanzan a igual temperatura (-1.33 ºC).


CONDUCTIVIDAD TÉRMICACONDUCTIVIDAD TÉRMICA

La conducción de calor es el flujo de energía a través deuna sustancia o combinación de sustancias causado por ladiferencia de temperaturas, de una región de altatemperatura a una de baja temperatura.

T2 T1

Flujo de calor

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x2 x1

T2 T1

°

=⇒

−==

Ccm

WK

s

J

dx

dTAK

dt

dQH


ÁreaA

térmicadadConductiviK

atemperaturdeGradientedx

dT

calordeFlujoH

calordeciatransferendeVelocidaddt

dQ

=

=

=

=

=

Existen tres mecanismos básicos para que elcalor fluya de una región de alta temperaturaa otra de baja temperatura: Conducción,convección y radiación

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Existen tres mecanismos básicos para que elcalor fluya de una región de alta temperaturaa otra de baja temperatura: Conducción,convección y radiación


CONDUCCIÓNCONDUCCIÓN• Es la transmisión de energía a través de un medio material

por sucesivos choques de las moléculas cercanas.

térmicadadConductiviKL

TTKAH

=

−= 12

T2 T1H A

Paredadiabática

L • Cuando la temperatura ya no varíaa lo largo de la barra se d ice quealcanzó un estado estacionario,encuyo caso la ecuación es:

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térmicadadConductiviKL

TTKAH

=

−= 12Paredadiabática

• Pero si el calor se brinda en condiciones no estacionarias, sebusca la variación de temperatura a lo largo de la longitud, encuyo caso:

• Cuando la temperatura ya no varíaa lo largo de la barra se d ice quealcanzó un estado estacionario,encuyo caso la ecuación es:

atemperaturdegradientedx

dT

dx

dTKAH ≡−= ,


• Es la transmisión de energía en un fluido (líquido ó gas)debido a la transferencia real de fluido de alta temperaturadesde una región de temperaturas más elevadas a otra detemperaturas más bajas. En los sistemas acuáticos es muybaja porque el agua es muy mal conductor del calor.

• La convección puede ser :• Forzada, si el movimiento del material es provocada por un

ventilador o bomba.• Libre, se produce debido a la diferencia de densidades.

CONVECCIÓNCONVECCIÓN• Es la transmisión de energía en un fluido (líquido ó gas)

debido a la transferencia real de fluido de alta temperaturadesde una región de temperaturas más elevadas a otra detemperaturas más bajas. En los sistemas acuáticos es muybaja porque el agua es muy mal conductor del calor.

• La convección puede ser :• Forzada, si el movimiento del material es provocada por un

ventilador o bomba.• Libre, se produce debido a la diferencia de densidades.

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convecciónporcalordentransmisiódecteh

TAhH

.=∆=


• Es energía electromagnética que se propaga a través delespacio a la velocidad de la luz, se caracteriza por sulongitud de onda.

RADIACIÓNRADIACIÓN

• Potencia de emisión (Re) Es la velocidad de emisión delcuerpo radiante, viene dado como: 4

ee TAR =

• Potencia de absorción (Ra) Es la velocidad de absorción delcuerpo radiante, viene dado como: 4

aa TAR =

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• Potencia de absorción (Ra) Es la velocidad de absorción delcuerpo radiante, viene dado como: 4

aa TAR =

4281067,5;10

Km

Wx −=<<

• Ley de Stefan Boltzmann. Si el objeto está dentro de unrecinto, talque tiene mayor temperatura que éste(Te>Ta),entonces existirá un flujo neto a las áredes con unavelocidad:

( )44aeae TTARRR −=−=


PROCESOS DE CONDUCCIÓN DEL CALORPROCESOS DE CONDUCCIÓN DEL CALOR

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