Introducción

La termodinámica es la parte de la física que estudia los estados de los sistemas

materiales macroscópicos y los cambios que pueden darse entre esos estados, en

particular, en lo que respecta a temperatura, calor y energía.

En este documento repasaremos lo visto en clase de Termodinámica, en el se

enuncian las leyes de la Termodinámica y los conceptos relacionados con ella.

Es importante desde el principio definir nuestro sistema, que es una porción definida

de material que elegir para su estudio, se separa de todo lo demás por una superficie

o frontera conceptual. Existen varios tipos de sistemas, aislados, cerrados, abiertos,

descritos más abajo, pero con ellos podremos definir la muestra que se está

analizando y comprender hacia dónde va la energía del sistema.

Algunos ejemplos de lugares donde se encuentra la termodinámica

-       en las maquinas de vapor

-       destilación

-       un cerillo encendido

-       motor de gasolina

A continuación una lista de conceptos que van a ser útiles para enunciar las leyes de

la termodinámica.

Conceptos

Calor

El calor en termodinámica se considera como la energía que fluye al entrar en

contacto 2 sustancias que se encuentran a diferente temperatura. El calor siempre

fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.

Por convención el calor que sale de un sistema tiene signo negativo; mientras que

el calor que ingresa a un sistema tiene signo positivo.

Energía

El concepto de energía es la capacidad de generar movimiento  (trabajo) o lograr la

transformación de algo. 

Presión

Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por

unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza

resultante sobre una superficie.

En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se

denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando

uniformemente en un metro cuadrado.

En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per

square inch) PSI que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una

pulgada cuadrada.

Trabajo

Es la energía necesaria para desplazar un cuerpo. Se representa por W y la formula

es   W = F · d

El trabajo en termodinámica siempre representa un intercambio de energía entre un

sistema y su entorno.

Por convención el trabajo que realiza el entorno sobre el sistema tiene signo positivo;

mientras que si el sistema el que realiza trabajo sobre el entorno tiene signo negativo.

Temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio,

frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro.

Se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un

sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.

Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna

conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de

las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de

vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se

observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es

mayor.

Propiedades Extensivas

Son las que dependen de la cantidad de sustancias del sistema, y son

recíprocamente equivalentes a las intensivas. Una propiedad extensiva depende por

tanto del “tamaño” del sistema. Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser

aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la

magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha

magnitud para cada una de las partes.

Ejemplos:

La masa, el volumen, el peso, cantidad de sustancia, energía, entropía y entalpía.

Propiedades Intensivas

Son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un

sistema, por lo que el valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en

varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas.

Ejemplos:

La temperatura, la presión, la velocidad, el volumen específico (volumen ocupado por

la unidad de masa), el punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad, viscosidad,

dureza, concentración y solubilidad.

Cambios de Fase

La evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un

cambio en su composición.

-       Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio de la energía

térmica. Este proceso es isotérmico

-       Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento. el

proceso es exotérmico.

-       Vaporización: Es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso.

-       Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia

que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la

vaporización.

-       Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia

sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.

Densidad

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado

volumen de una sustancia.

p=m/V

Donde: p – densidad, m- masa, V- volumen

Volumen Específico

Es el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es la inversa de la

densidad, por lo cual no dependen de la cantidad de materia.

v.e.= V/m

Donde: v.e.- Volumen Especifico, V – volumen, m- masa

Conservación de masa

La masa total de las sustancias presentes después de una reacción química es la

misma que la masa total de las sustancias antes de la reacción.

Conservación de la energía

Constituye el primer principio de la termodinámica, la ley de la conservación de la

energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar

de una forma a otra,

Energía Cinética

La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su

movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una

masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida

esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que

cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere

un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse

con letra Ek.

Energía Potencial

Es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo

en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la

energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema

puede entregar. Suele abreviarse con la letra  Ep.

Energía Potencial Gravitacional

Energía que mide la capacidad que tiene  un sistema para realizar un trabajo. Puede

pensarse como la energía almacenada en el sistema

Energía Total

La energía total de un sistema puede descomponerse en la suma de energía de la

masa, la energía cinética, la energía potencial, y la energía interna.

Energía de Flujo

Es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee

Energía Interna

Es la suma de la energía mecánica de las partículas constituyentes de un sistema.

 Sistema Abierto

Un sistema abierto es un sistema físico (o químico) que interacciona con otros

agentes químicos, por lo tanto está conectado creacionalmente con factores externos

a él.

Sistema Cerrado

Es un sistema físico (o químico) que no interacciona con otros agentes físicos

situados fuera de él y por tanto no está conectado casualmente ni creacionalmente

con nada externo a él.

En termodinámica se distingue entre sistema abierto y sistema cerrado. Un sistema

abierto sería uno que puede intercambiar materia y energía con el exterior, mientras

que un sistema cerrado es un sistema que no puede intercambiar materia con el

exterior pero sí intercambiar energía. También un sistema se considera aislado

cuando este no intercambia ni materia ni energía con el exterior.

Punto de Fusión

Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido – líquido, es decir

la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el

cambio de fase ocurre a temperatura constante.

Punto de Ebullición

Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de

vapor del medio en el que se encuentra.1 Coloquialmente, se dice que es la

temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso.

Propiedades de Evaporación

Si se calienta un líquido se incrementa la energía cinética media de sus moléculas.

Las moléculas cuya energía cinética es más elevada y que están cerca de la

superficie del líquido escaparán y darán lugar a la fase de vapor.

Si el líquido está contenido en un recipiente cerrado, algunas moléculas del vapor

seguirán el camino inverso chocando con la superficie del líquido e incorporándose a

la fase líquida.

Se establece un equilibrio dinámico cuando el número de moléculas que se escapan

del líquido sea igual (en valor medio) al número de moléculas que se incorporan al

mismo.

Diagramas Termodinámicos

Estos representan en forma gráfica las propiedades termodinámicas de sustancias

reales. Los diagramas más comunes que se emplean son:

Diagrama p-V (diagrama de Clapeyron): Este es uno de los más comunes. Tiene las

siguientes propiedades de interés: el área bajo la curva representa el trabajo sin

trasvasija miento. En un ciclo cerrado, si el ciclo se recorre a favor de los punteros del

reloj, el trabajo intercambiado es positivo (ciclo motriz). Si se recorre en contra de los

punteros del reloj, el trabajo intercambiado es negativo (ciclo que absorbe trabajo).

Diagrama T-S (temperatura-entropía o Diagrama En trópico): es muy empleado, pues

(si las evoluciones son reversibles) el área encerrada por el ciclo o bajo la curva

representa los calores intercambiados.

Diagrama H-S (entalpía-entropía o Diagrama de Mollier): También es diagrama

común, pues permite representar con facilidad evoluciones reales y estudiar las

variaciones de entalpía. Esto último es clave al momento de estudiar intercambios de

calor y trabajo basándose en el primer principio.

Sustancias Puras

Se a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos

(como calentamiento o un campo magnético), ésta puede contener 1 o más

sustancias que no se combinen (como el agua y el aceite). Es posible que la

sustancia pura se descomponga mediante procesos químicos. Si ello es posible, se

dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una

sustancia simple.

Gas Ideal

Se define como gas ideal, aquel donde todas las colisiones entre átomos o moléculas

son perfectamente elásticas, y en el que no hay fuerzas atractivas intermoleculares.

Se puede visualizar como una colección de esferas perfectamente rígidas que chocan

unas con otras pero sin interacción entre ellas. En tales gases toda la energía

interna está en forma de energía cinética y cualquier cambio en la energía interna va

acompañado de un cambio en la temperatura.

Un gas ideal se caracteriza por tres variables de estado: la presión absoluta (P), el

volumen (V), y la temperatura absoluta (T). La relación entre ellas se puede deducir

de la teoría cinética y constituye la LEY DEL GAS IDEAL:

PV=nRT=NkT

n = número de moles

R = constante universal de gas = 8.3145 J/mol K

N = número de moléculas

k = constante de Boltzmann

k = R/NA

NA = número de Avogadro = 6.0221 x 1023 /mol

La ley del gas ideal puede ser vista como el resultado de la presión cinética de las

moléculas del gas colisionando con las paredes del contenedor de acuerdo con las

leyes de Newton

Calor Específico

El calor específico (c) es una función de la temperatura del sistema; esto es, c(T).

Esta función es creciente para la mayoría de las sustancias. Esto se debe a efectos

cuánticos que hacen que los modos de vibración estén cuantiados y sólo estén

accesibles a medida que aumenta la temperatura. Conocida la función (T), la cantidad

de calor asociada con un cambio de temperatura del sistema desde la temperatura

inicial Ti a la final Tf se calcula mediante la integral siguiente:

En un intervalo donde la capacidad calorífica sea aproximadamente constante la

fórmula anterior puede escribirse simplemente como:

 Procesos Poli trópicos

Una transformación poli trópica es un cambio de estado en el que varía todas las

propiedades (presión, volumen, temperatura, entropía, entalpía, etc.). También en

este proceso existe transmisión o transferencia de calor y para su análisis se lo

considera a este proceso como internamente reversible.

En las figuras siguientes mostramos los diagramas p-V y T-s, para un proceso poli

trópico.

Casos especiales de proceso poli trópico

En las transformaciones poli trópicas el valor  n  puede tener cualquier valor, y por la

experiencia la relación es especialmente útil cuando 1 ≤ n ≤ 5/3.

Para valores particulares de n, se reduce al siguiente análisis

-       n = 0     Isobárico

-       n = 1     Isotérmico

-       n = k     Adiabático (isobárico)

-       n = ∞   Isocórico (isométrica)

Termometría

La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.

Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que dice: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí"

Termómetro exterior de calle.

Propiedades termométricas

Una propiedad termométrica de una sustancia es aquella que varía en el mismo sentido que la temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.

Sistema aislado térmicamente

Se denomina sistema a cualquier conjunto de materia limitado por una superficie real o imaginaria. Todo aquello que no pertenece al sistema pero que puede influir en él se denomina medio ambiente.

Se puede definir el calor como la energía transmitida hacia o desde un sistema, como resultado de una diferencia de temperaturas entre el sistema y su medio ambiente. Así como se define un sistema aislado o sistema cerrado como un sistema en el que no entra ni sale materia, un sistema aislado térmicamente o S.A.T. se define como un sistema en el que no entra ni sale calor. Un ejemplo clásico que simula un sistema aislado térmicamente es un termo que contiene agua caliente, dado que el agua no recibe ni entrega calor al medio ambiente.

Una propiedad importantes de un S.A.T. es que, dentro de él, la temperatura siempre se mantiene constante después de transcurrido un tiempo suficientemente largo. Si dentro del S.A.T. hay más de una temperatura, al cabo de dicho tiempo, el S.A.T. tendrá sólo una temperatura llamada temperatura de equilibrio, y se dirá entonces que el sistema llegó al equilibrio térmico. En general, un sistema está en equilibrio térmico cuando todos los puntos del sistema se hallan a la misma temperatura, o dicho de otra forma, cuando las propiedades físicas del sistema que varían con la temperatura no varían con el tiempo.

Escalas termométricas

Existen varias escalas termométricas para medir temperaturas, relativas y absolutas.

A partir de la sensación fisiológica, es posible hacerse una idea aproximada de la temperatura a la que se encuentra un objeto. Pero esa apreciación directa está limitada por diferentes factores; así el intervalo de temperaturas a lo largo del cual esto es posible es pequeño; además, para una misma temperatura la sensación correspondiente puede variar según se haya estado previamente en contacto con otros cuerpos más calientes o más fríos y, por si fuera poco, no es posible expresar con precisión en forma de cantidad los resultados de este tipo de apreciaciones subjetivas. Por ello para medir temperaturas se recurre a los termómetros.

En todo cuerpo material la variación de la temperatura va acompañada de la correspondiente variación de otras propiedades medibles, de modo que a cada valor de aquella le corresponde un solo valor de ésta. Tal es el caso de la longitud de una varilla metálica, de la resistencia eléctrica de un metal, de la presión de un gas, del volumen de un líquido, etc. Estas magnitudes cuya variación está ligada a la de la temperatura se denominan propiedades termométricas, porque pueden ser empleadas en la construcción de termómetros.

Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir una propiedad termométrica que reúna las siguientes condiciones:

1. La expresión matemática de la relación entre la propiedad y la temperatura debe ser conocida.

2. La propiedad termométrica debe ser lo bastante sensible a las variaciones de temperatura como para poder detectar, con una precisión aceptable, pequeños cambios térmicos.

3. El rango de temperatura accesible debe ser suficientemente grande.

Una vez que la propiedad termométrica ha sido elegida, la elaboración de una escala termométrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones; por una parte, la determinación de los puntos fijos o temperaturas de referencia que permanecen constantes en la naturaleza y, por otra, la división del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos en unidades o grados.

Lo que se necesita para construir un termómetro, son puntos fijos, es decir procesos en los cuales la temperatura permanece constante. Ejemplos de procesos de este tipo son el proceso de ebullición y el proceso de fusión.

Existen varias escalas para medir temperaturas, las más importantes son la escala Celsius, la escala Kelvin y la escala Fahrenheit.

Escala Celsius o centígrada

Termómetro Fahrenheit+Celsius de pared.

Esta escala es de uso popular en los países que adhieren al Sistema Internacional de Unidades, por lo que es la más utilizada mundialmente. Fija el valor de cero grados para la fusión del agua y cien para su ebullición. Inicialmente fue propuesta en Francia por Jean-Pierre Christin en el año 1743 (cambiando la división original de 80 grados de René Antoine Ferchault de Réaumur) y luego por Carlos Linneo, en Suiza, en el año 1745 (invirtiendo los puntos fijos asignados por Anders Celsius). En 1948, la Conferencia General de Pesos y Medidas oficializó el nombre de "grado Celsius" para referirse a la unidad termométrica que corresponde a la centésima parte entre estos puntos.[1]

Para esta escala, estos valores se escriben como 100 °C y 0 °C y se leen 100 grados celsius y 0 grados celsius, respectivamente.

Escala Fahrenheit

En los países anglosajones se pueden encontrar aún termómetros graduados en grado Fahrenheit (°F), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. En la escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullición y fusión de una disolución de cloruro amónico en agua. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuación:

t (°F) = (9/5) * t(°C) + 32 ó t(°C) = (5/9) * [t(°F) - 32]

Donde t (°F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(°C) la expresada en grados Celsius.

Su utilización se circunscribe a los países anglosajones y a Japón, aunque existe una marcada tendencia a la unificación de sistemas en la escala Celsius.

Escala Kelvin o absoluta

Se comparan las escalas Celsius y Kelvin mostrando los puntos de referencia anteriores a 1954 y los posteriores para mostrar cómo ambas convenciones coinciden. De color negro aparecen el punto triple del agua (0,01 °C, 273,16 K) y el cero absoluto (-273,15 °C, 0 K). De color gris los puntos de congelamiento (0,00 °C, 273,15 K) y ebullición del agua (100 °C, 373,15 K).

Si bien en la vida diaria las escalas Celsius y Fahrenheit son las más importantes, en ámbito científico se usa otra, llamada "absoluta" o Kelvin, en honor a sir Lord Kelvin.

En la escala absoluta, al 0 °C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 °C se corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un termómetro centígrado señalará como -273,15 °C. Dicha temperatura se denomina "cero absoluto".

Se puede notar que las escalas Celsius y Kelvin poseen la misma sensibilidad. Por otra parte, esta última escala considera como punto de referencia el punto triple del agua que, bajo cierta presión, equivale a 0.01 °C.

La escala de temperaturas adoptada por el Sistema Internacional de Unidades es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el tamaño de los grados es el mismo que en

la Celsius, pero el cero de la escala se fija en él - 273,15 °C. Este punto llamado cero absoluto de temperaturas es tal que a dicha temperatura desaparece la agitación molecular, por lo que, según el significado que la teoría cinética atribuye a la magnitud temperatura, no tiene sentido hablar de valores inferiores a él. El cero absoluto constituye un límite inferior natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero (negativas). La relación con la escala Celsius viene dada por la ecuación:

T(K) = t(°C) + 273,15 ó t(°C) = T(K) - 273,15

T(K) = (5/9) * [t(°F) + 459,67] ó t(°F) = (9/5) * T(K) - 459,67

Siendo T(K) la temperatura expresada en kelvins.

Escala Rankine

Se denomina Rankine (simbolo R) a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankine en 1859.

La escala Rankine tiene su punto de cero absoluto a −459,67 °F y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.

T(R) = t(°F) + 459,67 ó t(°F) = T(R) - 459,67

T(R) = (9/5) * [t(°C) + 273,16] ó t(°C) = (5/9) * [T(R) - 491,67]

Siendo T(R) la temperatura expresada en grados Rankine.

Usado comúnmente en Inglaterra y en EE.UU. como medida de temperatura termodinámica. Aunque en la comunidad científica las medidas son efectuadas en Sistema Internacional de Unidades, por tanto la temperatura es medida en kelvins (K).

Escalas de temperatura en desuso

Escala Réaumur

Grado Réaumur (ºRé), en desuso. Se debe a René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). La relación con la escala Celsius es:

T(ºRé) = (4/5) * t(°C) ó t(°C) = (5/4) * T(ºRé)

T(ºRé) = (4/5) * [T(K) - 273,16] ó T(K) = (5/4) * T(ºRé) + 273,16

Siendo T(ºRé) la temperatura expresada en grados Réaumur.

Escala Rømer

La unidad de medida en esta escala, el grado Rømer (ºRø), equivale a 40/21 de un Kelvin (o de un grado Celsius). El símbolo del grado Rømer es ºRø.

T(ºRø) = (21/40) * t(°C) + 7,5 ó t(°C) = (40/21) * [T(ºRø) - 7,5]

T(ºRø) = (21/40) * [T(K) - 273,16] + 7,5 ó T(K) = (40/21) * [T(ºRø) - 7,5] + 273,16

Siendo T(ºRø) la temperatura expresada en grados Rømer.

Escala Delisle

Creada por el astrónomo francés Joseph-Nicolas Delisle. Sus unidades son los grados Delisle (o De Lisle), se representan con el símbolo ºDe y cada uno vale -2/3 de un grado Celsius o Kelvin. El cero de la escala está a la temperatura de ebullición del agua y va aumentando según descienden las otras escalas hasta llegar al cero absoluto a 559.725ºDe.

Escala Newton

T(ºN) = (33/100) * t(°C) ó t(°C) = (100/33) * T(ºN)

T(ºN) = (33/100) * T(K) - 273,16 ó T(K) = (100/33) * T(ºN) + 273,16

Siendo T(ºN) la temperatura expresada en grados Newton.

Escala Leiden

Grado Leiden (ºL) usado para calibrar indirectamente bajas temperaturas. Actualmente en desuso.

Dilatación y termometría

El hecho de que las dimensiones de los cuerpos, por lo general, aumenten regularmente con la temperatura, ha dado lugar a la utilización de tales dimensiones como propiedades termométricas y constituyen el fundamento de la mayor parte de los termómetros ordinarios. Los termómetros de líquidos, como los de alcohol coloreado empleados en meteorología o los de mercurio, de uso clínico, se basan en el fenómeno de la dilatación y emplean como propiedad termométrica el volumen del líquido correspondiente.

La longitud de una varilla o de un hilo metálico puede utilizarse, asimismo, como propiedad termométrica. Su ley de variación con la temperatura para rangos no muy amplios (de 0º a 100 °C) es del tipo:

lt = l0 (1 + a–t)

Donde lt representa el valor de la longitud a t grados Celsius, l0 el valor a cero grados y es un parámetro o constante característica de la sustancia que se denomina coeficiente de dilatación lineal. La ecuación anterior permite establecer una correspondencia entre las magnitudes longitud y temperatura, de tal modo que midiendo aquélla pueda determinarse ésta.

Una aplicación termométrica del fenómeno de dilatación en sólidos lo constituye el termómetro metálico. Está formado por una lámina bimetálica de materiales de diferentes coeficientes de dilatación lineal que se consigue soldando dos láminas de metales tales como latón y acero, de igual longitud a 0 °C. Cuando la temperatura aumenta o disminuye respecto del valor inicial, su diferente da lugar a que una de las láminas se dilate más que la otra, con lo que el conjunto se curva en un sentido o en otro según que la temperatura medida sea mayor o menor que la inicial de referencia. Además, la desviación es tanto mayor cuanto mayor es la diferencia de temperaturas respecto de 0 °C. Si se añade una aguja indicadora al sistema, de modo que pueda moverse sobre una escala graduada y calibrada con el auxilio de otro termómetro de referencia, se tiene un termómetro metálico.

Otras propiedades termométricas

Algunas magnitudes físicas relacionadas con la electricidad varían con la temperatura siguiendo una ley conocida, lo que hace posible su utilización como propiedades termométricas. Tal es el caso de la resistencia eléctrica de los metales cuya ley de variación con la temperatura es del tipo:

R = R0 (1 + at + bt2)

Siendo R0 el valor de la resistencia a 0 °C y a y b dos constantes características que pueden ser determinadas experimentalmente a partir de medidas de R para temperaturas conocidas y correspondientes a otros tantos puntos fijos.

Conocidos todos los parámetros de la anterior ecuación, la medida de temperaturas queda reducida a otra de resistencias sobre una escala calibrada al efecto. Los termómetros de resistencia emplean normalmente un hilo de platino como sensor de temperaturas y poseen un amplio rango de medidas que va desde los -200 °C hasta los 1 200 °C.

Los termómetros de termistores constituyen una variante de los de resistencia. Emplean resistencias fabricadas con semiconductores que tienen la propiedad de que su resistencia disminuye en vez de aumentar con la temperatura (termistores). Este tipo de termómetros permiten obtener medidas casi instantáneas de la temperatura del cuerpo con el que están en contacto.

Aplicación de las escalas termométricas

La relación existente entre las escalas termométricas más empleadas permite expresar una misma temperatura en diferentes formas, esto es, con resultados numéricos y con unidades de medida distintas. Se trata, en lo que sigue, de aplicar las ecuaciones de conversión entre escalas para determinar la temperatura en grados Celsius y en grados Fahrenheit de un cuerpo, cuyo valor en Kelvin es de 77 K.

Para la conversión de K en °C se emplea la ecuación:

t(°C) = T(K) - 273

Es decir:

t(°C) = 77 - 273 = - 196 °C

Para la conversión en °F se emplea la ecuación:

t(°F) = 1,8 · t(°C) + 32

t(°F) = 1,8 · (- 196) + 32 = - 320,8 °F

TEMPERATURA Y CALOR

EL CALOR: es la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos. En virtud de una diferencia de temperatura, el calor es energía en tránsito.

LA TEMPERATURA: es una propiedad de los sistemas que determinan si están en equilibrio térmico. Este concepto de temperatura se deriva de la idea de medir calor o frío.

DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA: la diferencia es que la temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos y diferentes temperaturas, el calor es energía residual presente en todas las formas de energía en tránsito.El calor es lo que hace que la temperatura aumenta o disminuya. si añadimos calor la temperatura aumenta y si quitamos calor la temperatura disminuye.

Escalas con que se mide el calor:

CELSIUS: fue establecida en 1729 por el biólogo sueco anders celsius, se llama centígrada porque hay 100 divisiones entre sus dos puntos extremos, uno de ellos es 0°c "punto de congelación del agua y nivel del mar", y el otro extremo es 100°c "punto de ebullición del agua, a nivel del mar".

FAHRENHEIT: fue establecida por Gabriel Daniel Fahrenheit quien en 1742 construyo el primer termómetro. la escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °f y su punto de ebullición como 212 °f.

KELVIN: es la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °c. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por k, se define como igual a un grado celsius fue establecida por convenio internacional, es la unidad de temperatura dl sistema internacional de unidades. Inventada por el matemático y físico británico William Thompson lora kelvin. En esta escala el cero es la temperatura a la cual cesa la actividad cinética molecular y la temperatura más pequeña que se puede medir.

Equilibrio térmico

El concepto de equilibrio térmico puede extenderse para hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio térmico. Cuando dos porciones cuales sean de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el sistema mismo está en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo.

De hecho, el concepto de equilibrio térmico desde el punto de vista de la Termodinámica requiere una definición más detallada que se presenta a continuación.

Si en el universo se alcanzara el equilibrio y existiera en todos los lugares la misma temperatura eso supondría la muerte, la quietud, la falta de cambio.

ESCALAS DE TEMPERATURA.

La temperatura es el nivel de calor en un gas, líquido, o sólido. Tres escalas sirven comúnmente para medir la temperatura. Las escalas de Celsius y de Fahrenheit son las más comunes. La escala de Kelvin es primordialmente usada en experimentos científicos.

Escala Celsius

La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta escala divide el rango entre las temperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins (K).

Cómo Convertir Temperaturas

A veces hay que convertir la temperatura de una escala a otra. A continuación encontrará cómo hacer esto.

1. Para convertir de ºC a ºF use la fórmula:   ºF = ºC x 1.8 + 32.

2. Para convertir de ºF a ºC use la fórmula:   ºC = (ºF-32) ÷ 1.8.

3. Para convertir de K a ºC use la fórmula:   ºC = K – 273.15

4. Para convertir de ºC a K use la fórmula: K = ºC + 273.15.

5. Para convertir de ºF a K use la fórmula: K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15.

6. Para convertir de K a ºF use la fórmula:   ºF = 1.8(K – 273.15) + 32.

DILATACION TERMICA

Se denomina dilatación térmica al aumento longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio. La contracción térmica es la disminución de

propiedades métricas por disminución de la misma.

DILATACIÓN LINEAL, SUPERFICIAL Y VOLUMÉTRICA

DILATACIÓN LINEAL

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud inicial L0 y temperatura θ0.

Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L (conforme podemos ver en la siguiente figura):

Matemáticamente podemos decir que la dilatación es:

Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variación de temperatura, o sea, 2Δθ, entonces observaremos que la dilatación será el doble (2 ΔL).

Podemos concluir que la dilatación es directamente proporcional a la variación de temperatura.

Imaginemos dos barras del mismo material, pero de longitudes diferentes. Cuando calentamos estas barras, notaremos que la mayor se dilatará más que la menor.

Podemos concluir que, la dilatación es directamente proporcional al larco inicial de las barras.

Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, pero de materiales diferentes, notaremos que la dilatación será diferentes en las barras.Podemos concluir que la dilatación depende del material (sustancia) de la barra.

De los ítems anteriores podemos escribir que la dilatación lineal es:

Donde:L0 = longitud inicial.L = longitud final.ΔL = dilatación (DL > 0) ó contracción (DL < 0)Δθ = θ0 – θ (variación de la temperatura)

α = es una constante de proporcionalidad característica del material que constituye la barra, denominada como coeficiente de dilatación térmica lineal.De las ecuaciones I y II tendremos:

La ecuación de la longitud final L = L0 (1 + α . Δθ), corresponde a una ecuación de 1º grado y por tanto, su gráfico será una recta inclinada, donde:

L = f (θ) ==> L = L0 (1 + α . Δθ).

Observaciones:Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:

(temperatura)-1 ==> ºC-1

DILATACIÓN SUPERFICIAL

Es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo

Para estudiar este tipo de dilatación, podemos imaginar una placa metálica de área inicial S0 y temperatura inicial θ0. Si la calentáramos hasta la temperatura final θ, su área pasará a tener un valor final igual a S.

La dilatación superficial ocurre de forma análoga a la de la dilatación lineal; por tanto podemos obtener las siguientes ecuaciones:

Observaciones:

Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:

(temperatura)-1 ==> ºC-1

DILATACIÓN VOLUMÉTRICA

Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo.Para estudiar este tipo de dilatación, podemos imaginar un cubo metálico de volumen inicial V0 y la temperatura inicial θ0. Si lo calentamos hasta la temperatura final, su volumen pasará a tener un valor final igual a V.

La dilatación volumétrica ocurrió de forma análoga a la de la dilatación lineal; por tanto podemos obtener las siguientes ecuaciones:

Observaciones: Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:

(temperatura)-1 ==> ºC-1

CALORIMETRIA.

La Calorimetría es la parte de la física que se encarga de medir la cantidad de calor generada en ciertos procesos físicos o químicos.

El aparato que se encarga de medir esas cantidades es el calorímetro. Consta de un termómetro que está en contacto con el medio que está midiendo. En el cual se encuentran las sustancias que dan y reciben calor. Las paredes deben estar lo más aisladas posibles ya que hay que evitar al máximo el intercambio de calor con el exterior. De lo contrario las mediciones serían totalmente erróneas.

También hay una varilla como agitador para mezclar bien antes de comenzar a medir. Básicamente hay dos tipos de calorímetros. Los que trabajan a volúmen constante y los de presión constante.

La cantidad de calor que recibe o transmite un cuerpo está determinada por la siguiente fórmula:

Q = m x Ce x (Tf – Ti)

Donde Q es el calor, m es la masa del cuerpo, Ce es el calor específico del cuerpo, que está determinada por el material que lo compone. Y la variación de temperatura se representa por la diferencia entre Tf y Ti (temperatura final e inicial).

Cuando un cuerpo transmite el calor hay otro que lo recibe. Este es el principio del calorímetro. Ya que el termómetro determinara la temperatura final o también llamada

de equilibrio. El líquido más usado es el agua que actúa como receptor de las calorías que transmite el cuerpo.

UNIDADES DE COLOR.

El color real es causado por compuestos disueltos en el agua. Puede ser natural o artificial. Los sólidos disueltos y suspendidos (juntos) causan un color aparente. El color se mide en unidades de Platino-Cobalto. La AWWA recomienda? 15 PCU.

El término ‘‘color’’ se usa aquí para referirse al color real, es decir, el color de agua del que se ha retirado la turbiedad. El término ‘‘color aparente’’ incluye no solo color debido a sustancias en solución, sino también al color que se debe a materia en suspensión. El color aparente se determina en la muestra original sin filtrarse ni centrifugarse. En algunas aguas residuales industriales altamente coloreadas, el color es aportado principalmente por material coloidal o en suspensión. En tales casos, debe determinarse tanto el color real como el color aparente.

Para determinar el color mediante métodos actualmente aceptados, debe eliminarse la turbiedad antes del análisis. Los métodos para retirar la turbiedad sin quitar el color varían. El filtrado produce resultados que son reproducibles de un día a otro entre laboratorios; sin embargo, algunos procedimientos de filtrado también pueden retirar algo de color real. El centrifugado evita la interacción del color con materiales del filtro, pero los resultados varían con la naturaleza y el tamaño de la muestra y con la velocidad de la centrífuga. Cuando es necesaria la dilución de la muestra, bien sea si precede o sigue a la remoción de turbiedad, puede alterar el color medido. Con cada método se incluyen procedimientos aceptables de pre tratamiento.

EQUIVALENTE MECANICA DEL COLOR.

En el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.

Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen pequeño de agua.

Descripción.

Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimiento por la acción de una pesa, tal como se muestra en la figura.

La versión original del experimento, consta de dos pesas iguales que cuelgan simétricamente del eje.

La pesa, que se mueve con velocidad prácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se clienta debido a la fricción.

Si el bloque de masa M desciende una altura h, la energía potencial disminuye en Mgh, y ésta es la energía que se utiliza para calentar el agua (se desprecian otras pérdidas).

Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor específico de agua) es igual a 4.186 J/(g ºC). Por tanto, 4.186 J de energía mecánica aumentan la temperatura de 1g de agua en 1º C. Se define la caloría como 4.186 J sin referencia a la sustancia que se está calentando.

1 cal=4.186 J

CALIDAD CALORIFICO Y COLOR ESPECÍFICO.

La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar una unidad de temperatura (SI: 1 K) de una determinada sustancia, (usando el SI).[1] Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión.

La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor»,[2] y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.[1]

Medida de la capacidad calorífica

Para medir la capacidad calorífica bajo unas determinadas condiciones es necesario comparar el calor absorbido por una sustancia (o un sistema) con el incremento de temperatura resultante. La capacidad calorífica viene dada por:

Donde:

C es la capacidad calorífica, que en general será función de las variables de estado. Q es el calor absorbido por el sistema. ΔT la variación de temperatura.

ESTADO CALORIFICO DE UNAS SUSTANCIAS.

C agua = 1 cal/g.°C C mercurio = 0,033 cal/g.°C

C hielo = 0,5 cal/g.°C C cobre = 0,092 cal/g.°C

C aire = 0,24 cal/g.°C C plata = 0,056 cal/g.°C

C aluminio = 0,217 cal/g.C

LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA

La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor

Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de calor (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores:

Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricción es un proceso irreversible por el cual se convierte energía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.

CAMBIOS DE FASEY CALOR LATENTE

El calor latente se diferencia del calor sensible. El calor latente no sube o baja la temperatura solo cambia de estado una sustancia.Se utiliza este hecho en los refrigeradores, los cuales llevan un líquido el cual al absorber calor de los alimentos se transforma en vapor sin que variara la temperatura del refrigerador (una vez que lo ajustaste con el termostato).Al pasar agua a 100° C a vapor debes suministrar el calor latente necesario para que se convierta en líquido. Y de igual forma al condensarse libera calor para convertirse en lluvia, de ahí viene la gran cantidad de energía que produce los rayos y truenos en las tormentas.

Las transiciones entre las fases sólidas líquidas y gaseosas, suelen incluir grandes cantidades de energía, en comparación con el calor específico. Si a una masa de hielo, le añadimos calor a un ritmo constante, para que lo lleve a través de los cambios de fase, primero a líquido y luego a vapor, las energías necesarias para llevar a cabo los cambios de fase (llamadas calor latente de fusión y calor latente de vaporización ), daría lugar a las mesetas que observamos en el gráfico de

temperatura vs tiempo de abajo. Se supone que la presión en el gráfico, es de 1 atmósfera estándar.

Energía Empleada en los Cambios de Fases del Agua

Los datos del cambio de fase de vaporización, están tomados a una presión de 1 atmósfera estándar.

TRANSMICION DE CALOR

Introducción

El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:

Por conducción entre cuerpo sólidos en contacto Por convección en fluidos (líquidos o gases) Por radiación a través del medio en que la radiación pueda propagarse

La energía se transmite de la forma que resulta más eficiente.

Vamos a ver unos ejemplos de transmisión de calor

Ejemplo 1

Placa solar

El calor llega desde el Sol hasta la placa metálica por radiación. El metal de la placa emite radiación en el infrarrojo

.El calor se transmite al líquido que está en contacto con la placa por conducción. En el líquido se establecen corrientes covectivas que lo mezclan y uniformizan el calor. El agua caliente sube y la fría baja.El agua más caliente sube al depósito superior y de la parte inferior de este depósito baja el agua más fría que entra por la parte de abajo de la placa

Con esta sencilla placa, y dependiendo de la radiación solar, se alcanzan temperaturas muy altas. Probablemente hayas visto estas placas en los tejados de algunas casas. Busca en la red "placas solares"

Ejemplo 2

Recipiente metálico con agua al fuego

Las llamas (o una plancha eléctrica) calientan el metal porque los gases de combustión están en contacto con el fondo y le transmiten el calor por conducción (el metal se dilata y sus partículas vibran más).

El metal transmite el calor al agua del fondo del recipiente por conducción. El agua caliente del fondo asciende, originando corrientes convectivas (propagación por convección) y se mezcla con el agua fría.

Las paredes de los recipientes calientes emiten radiación en el infrarrojo a los alrededores.

Ejemplo 3

Cocina vitrocerámica

En las cocinas vitrocerámicas la plancha de la cocina está fría y sólo sirve de soporte a la base del recipiente. En el fondo del recipiente se originan corrientes eléctricas inducidas por un campo magnético variable. La energía eléctrica pasa del interior de la cocina en forma de onda electromagnéticas (ondas originadas en un generador de campo magnético variable) hasta el fondo de la olla. Las ondas no interfieren con la plancha, pero si con el fondo del recipiente en el que se origina una corriente eléctrica que genera calor. Del fondo del recipiente pasa al líquido que está en contacto con él por conducción.

El calor circula dentro del líquido por convección y el fondo y las paredes radian en el infrarrojo.

Características de cada modo de transmisión

CONDUCCIÓN.- La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio térmico).

Podemos explicarlo si tenemos en cuenta las "colisiones de las moléculas". En la superficie de contacto de los dos objetos las moléculas del objeto que tiene mayor temperatura, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto que está a menor temperatura, que se mueven más despacio. A medida que colisionan, las moléculas rápidas ceden parte de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas contiguas. Este proceso continúa hasta que la energía se extiende a todas las moléculas del objeto que estaba inicialmente a menor temperatura. Finalmente alcanzan todas la misma energía cinética y en consecuencia la misma temperatura.

Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras.

Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases.

Los metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.

CONVECCIÓN.- La convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente (de menor densidad) ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ocurre esto, el fluido frío (de mayor densidad) desciende y ocupa el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación (corrientes convectivas) del calor hacia las regiones frías.

En los líquidos y en los gases la convección es la forma más eficiente de transferir calor.

En el verano, en una carretera recalentada, se puede ver como asciende de ella el aire caliente formando una columnas oscilantes. También se ve a veces como asciende el aire desde un radiador (el aire caliente sube y el frío baja).

En este gif animado ves como un mechero calienta el aire, éste asciende en una corriente convectiva y hace girar la espiral de papel.

Hemos usado un agitador del calorímetro sujeto por una pinza y en él apoyamos un dedal en el que pegamos la espiral de papel.

El calor calienta el aire y el papel y además de hacer girar la espiral la alarga y llega a tocar la pinza lo que le impide seguir girando.

RADIACIÓN.- Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor.

La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el receptor.

No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio material para que se transmita.

Por radiación nos llega toda la energía del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un complicado ciclo de transformaciones: la captan las plantas y luego la consumimos nosotros, el agua se evapora, el aire se mueve....

La energía radiante del Sol se transmite a través del espacio vacío en forma de radiación que viaja a la velocidad de la luz. Entre las diferentes ondas que la componen hay radiación visible, ultravioleta, infrarroja etc. La ultravioleta es tan energética que puede ionizar la materia, pero la radiación infrarroja interfiere con los electrones de los átomos promocionándolos a un nivel superior y produce la agitación de los átomos y de las moléculas que se traduce en calor.

En los hornos microondas la energía generada para que vibren las moléculas de la sustancia que se calienta la transmiten ondas con una frecuencia inferior a las del infrarrojo.

La radiación se produce cuando los electrones situados en niveles de energía altos caen a niveles de energía más bajos. La diferencia de energía entre estos niveles se emite en forma radiación electromagnética. Cuando esta energía es absorbida por los átomos de una sustancia los electrones de dichos átomos "salten" a niveles de energía superiores.

Todos los objetos absorben y emiten radiación. Este "applet" de java muestra como un átomo absorbe y emite radiación. Cuando la absorción de energía está equilibrada con la emisión, la temperatura del objeto permanece constante. Si la energía absorbida es mayor que la emitida la temperatura del objeto aumenta, y si ocurre lo contrario la temperatura disminuye.

La energía total radiada por un cuerpo caliente es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura expresada como temperatura absoluta. E=cte· T4

Un cuerpo negro se define como aquel que absorbe todo el calor que cae sobre él.

Un cuerpo a una temperatura dada emite más con su superficie ennegrecida.  

CONCLUSIÓN

Comprendimos que la termodinámica se utiliza día a día en nuestras vidas por eso es muy importante, la importancia de estos procesos termodinámicos en nuestro entorno y como estos afectan el medio en que vivimos y de allí presentar alternativas de mejoramiento en la conservación del ambiente.

Comprendemos que la temperatura no es energía sino una medida de esta y que es la sensación de la diferencia de calor de los diferentes cuerpos.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya así mismo comprendemos que el calor es una transferencia ente dos cuerpos que se puede asociar al movimiento de los átomos.

Esta información es indispensable para nuestra vida ya que aprendemos y nos ayuda a poner en práctica nuestro aprendizaje como el medir o saber la capacidad de los diferentes tipos de líquidos que hay, y que con la mayoría estamos en contacto diariamente, hasta llegar a medir la temperatura del calor o del frio.

En trabajo presentado, se llega a la conclusión de que este trabajo es muy importante, ya que nos facilitan nuestras vidas como la termodinámica u otros temas.