Conversiones de temperatura

§

ºK= ºC+273.15 ºC=ºK-273.15ºF=1.8ºC+32ºC=(ºF-32)/1.8 ºF=1.8ºK – 459.67ºK=(ºF+459.67)/1.8ºR=ºF+460

Dilatación lineal

O como

∆L = α Lo ΔT

o

Lf - Lo = α Lo(Tf –To )

Lf =Lo [1 + α (Tf – To)]

Dilatación cúbica

β=3 α∆V = βVo ΔT Vf = V0 [1 + β (Tf – To)]

Dilatación Superficial

λ=2α∆A=λA0∆TAf – A0=λA0 (Tf -To)Af=A0[1 + λ (Tf –To)

Tabla de Tippens

Coeficiente de dilatación lineal

sustancias 10-5/°C 10-5/ °Faluminio 2.4 1.3Latón 1.8 1.0Concreto 0.7-1.2 0.4-0.7Cobre 1.7 .94Vidrio, pirex 0.3 0.17Hierro 1.2 0.66Plomo 3.0 1.7Plata 2.0 1.1Acero 1.2 0.66zinc 2.6 1.44

Tabla de Tippens

Coeficientes de dilatación de volumen β

CALOR Y TRABAJO

1 Kcal = 4186 J, 1Btu=778 Ft*Lb1 cal = 4.186 J, 0.24 cal = 1 J

Primera Ley De La Termodinámica

ΔU =ΔQ - ΔW

ΔU =U final - U inicial

ΔQ = ΔU + ΔW

Capacidad Calorífica

Q = C ΔT Despejando:C = Q/ΔT ó C = Q/(Tf - Ti)

Calor Específico

Q = c · m · ΔTQ = c · m · (Tf - Ti)Si se despeja c, de ella resulta:

Calor total = Q1+Q2+.....

Calor latente de fusión.λf = Q /m Q = mλf

Calor latente de vaporizaciónλv = Q /m Q =mλv

Tabla de Serway

Calores latentes de fusión y vaporización

Calores específicos de algunas sustancias a

25ºC y presión atmosférica

sustancias 10-4/°C 10-4/°F

alcohol 11  6.1 

benceno  12.4  6.9

Glicerina  5.1  2.8

Mercurio  1.8  1.0

Agua  2.1  1.2

SustanciasPunto de

fusión (°C)Calor latente

de fusión (J/kg)

Punto de ebullición

(°C)

Calor latente de

vaporización (J/kg)

Helio -269.65 5.23*103 -268.93 2.09*104

Nitrógeno -209.97 2.55*104 -195.81 2.01*105

Oxigeno -218.78 1.38*104 -182.97 2.13*105

Alcohol etílico

-114 1.04*105 78 8.54*105

Agua 0.00 3.33*105 100.00 2.26*106

Azufre 119 3.81*104 444.60 3.26*105

Plomo 327.3 2.45*104 1750.60 8.70*105

Aluminio 660 3.97*105 2450 1.14*107

Plata 960.80 8.82*104 2193 2.33*106

Oro 1063.00 6.44*104 2660 1.58*106

cobre 1083 1.34*105 1187 5.06*106

sustancias calor

especifico c  

  J/kg ∙ °C cal/g ∙ °Csólidos elementales  

aluminio 900 .215

berilio 1830 .436

cadminio 230 .055

cobre 387 .0924

germanio 322 .077

oro 129 .0308

hierro 448 .107

plomo 128 .0305

silicio 703 .168

plata 234 .056

otros sólidos

bronce 380 .092

vidrio 837 .200

hielo(-5°C) 2090 .50

mármol 860 .21

madera 1700 .41

líquidos

alcohol etílico 2400 .58

mercurio 140 0.033

agua(15°C) 4186 1.00

gasvapor(100°C) 2010 .48

Tabla de Serway

aldorodbar@hotmail.coFORMULARIO DE FÍSICA II

Formulario de TippensCalores de fusiones y calores de vaporización de diversas sustancias

CALORIMETRÍA

Q1 = - Q2

También: Qfrío = -Qcaliente

m1c1ΔT1 = -m2c2ΔT2

m1c1(Te – T1) = -m2c2(Te –T2)

Aplicaciones de la Primera Ley de la Termodinámica

Proceso Adiabático∆Q = 0∆W = -∆U Proceso IsobáricoW=PΔVW=P (Vf - Vi)Proceso Isotérmico∆Q = ∆WExpansión Isotérmica de un gas idealPV=nRTproc. Isotérmico

W=nRT Ln (Vf / Vi)1atm=1.013x105N/m2

R=8.315 J/mol °KR=0.08214 l o atm/mol°K1cal=4.186 J

1atm=1.013x105 Pa

Proceso Isovolumétrico∆U = ∆Q Calentamiento de un sólido ∆V=βViΔTVi = m/ρm = masa en kilogramosρ= Densidad de sustancias a temperatura (0oC) y presión estándar

Calor Específico Del Agua 4186 J/kgºC o 4.186 J/gºC

1Cal/gºC o 1 Btu/lb. ºFCalor Latente de Vaporización para el Agua 2.26*106 J/kg o 2260 J/g540cal/g o 970 Btu/lbCalor Latente de Fusión para el Agua3.34*105 J/kg o 334 J/g80 cal/g o 144 Btu/lb.

TABLA DE SERWAY

Coeficientes Promedio De Expansión Para Algunos Materiales Cerca De Temperatura Ambiente

TABLA DE TIPPENS

Calores específicos

Densidades de algunas sustancias a temperatura (0o C) y presión estándar

Sustancia ρ (kg/m3) Sustancia ρ (kg/m3)Aire 1.29 Hielo 0.917 x 103

Aluminio 2.70 x 103 Hierro 7.86 x 103

Benceno 0.879 x 103 Plomo 11.3 x 103

Cobre 8.92 x 103 Mercurio 13.6 x 103

Alcohol Etílico 0.806 x 103 Roble 0.710 x 103

Agua dulce 1.00 x 103 Oxígeno gaseoso 1.43Glicerina 1.26 x 103 Pino 0.373 x 103

Oro 19.3 x 103 Platino 21.4 x 103

Helio gaseoso 1.79 x 10-1 Agua de mar 1.03 x 103

Hidrógeno gaseoso 8.99 x 10-2 Plata 10.5 x 103

LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

Máquina Térmica: Qneta = Qh – Qc

Trabajo netoW = Qneta

W = Qh - Qc

Qh = Calor de entradaQc = Calor de Salida

Eficiencia Térmica e

Eficiencia Térmica de una Máquina de Carnot

Despejando:

TC =Temperatura de Salida Th= Temperatura de Entrada

ENTROPÍA

Cambio de entropía en una expansión libre

Cambio total en entropía para un ciclo

Cambio de Entropía en la conducción térmica

sustancias punto de fusión °C

Calor de fusiónJ/kg

latente

cal/gpunto de ebullición

Calorde vaporiJ/kg

latentezacióncal/g

Alcohol etílico -117.3 104x103  24.9 78.5 854x103  204

Amoniaco -75 452x103 108.1 -33.3 1370x103 327

Cobre  1080 134x103 32 2870 4730x103 1130

Helio -269.6 5.23x103 1.25 -268.9 20.9x103 5

Plomo 327.3 24.5x103 5.86 1620 871x103 208

Mercurio -39 11.5x103 2.8 358 296x103 71

Oxigeno -218.8 13.9x103 3.3 -183 213x103 51

Plata 960.8 88.3x103 21 2193 2340x103 558

Agua 0 334x103 80 100 2256x103 540

Zinc 420 100x103 24 918 1990x103 475

materialcoeficientes

promedio deexpansión

lineal (α)(°C)-1

Material

coeficientes promedio deexpansión en volumen (β)

(°C)-1

Aluminio 24x10-6 Alcohol 1.12x10-4

Bronce y latón 19x10-6 Benceno 1.24x10-4

Cobre 17x10-6 Acetona 1.5x10-4

Vidrio(ordinario) 9x10-6 Glicerina 4.85x10-4

Vidrio(pirex) 3.2x10-6 Mercurio 1.82x10-4

Plomo 29x10-6 Aguarrás 9.0x10-4

Acero 11x10-6 Gasolina 9.6x10-4

Invar. 0 .9x10-6 Aire a °C 3.67x10-3

concreto 12x10-6 helio 3.665x10-3

Sustancias J/kg. * °Ccal/g* °C o

Btu / lb * °FAluminio 920 0.22 Latón 390 0.094Cobre   390 0.093Alcohol etílico 2510 0.60Vidrio 840 0.20Oro 130 0.03Hielo 2090 0.5Hierro 470 0.113Plomo 130 0.031Mercurio 140 0.033Plata 230 0.056Vapor 2010 0.48Acero 480 0.114Trementina 1760 0.42Zinc 390 0.092

aldorodbar@hotmail.co

Cambio en Entropía en procesos calorimétricos

Ing. Aldo Leonel Rodríguez Barbosa