• PRESTAR ATENCION • PORFAVOR

•

TEMPERATURA VS. CALOR

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico.

El calor es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor temperatura. La energía térmica puede ser generada por reacciones químicas (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol) Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.

TRANSMISION DEL CALOR Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera que

el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico.

La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la ley cero de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta

(A) Transmisión del calor a lo largo de una barra de (A) Transmisión del calor a lo largo de una barra de materia, asilada por losmateria, asilada por los

lados laterales, de longitud l con un extremo caliente lados laterales, de longitud l con un extremo caliente (TC) y el otro frío (TF). (B)(TC) y el otro frío (TF). (B)

Transmisión de calor a través de un elemento de Transmisión de calor a través de un elemento de materia de espesor infinitesimal dx.materia de espesor infinitesimal dx.

““A coeficiente de conductibilidad térmica que depende del material del A coeficiente de conductibilidad térmica que depende del material del muro en muro en A. área del muro en m2A. área del muro en m2

(e). espesor del muro en mts.(e). espesor del muro en mts.

(T1). temperatura de la cara mas caliente(T1). temperatura de la cara mas caliente (T2). temperatura de la cara mas fría(T2). temperatura de la cara mas fría

CONDUCCION CONDUCCION Si pones la punta de una cuchara al fuego, al rato el mango también se Si pones la punta de una cuchara al fuego, al rato el mango también se

calienta.calienta.

Supongamos que tengo una barra con una Supongamos que tengo una barra con una punta que está al fuego y la otra no. A punta que está al fuego y la otra no. A través de esta barra se va a transmitir el través de esta barra se va a transmitir el calor.calor. ¿ como hace el calor para transmitirse ¿ como hace el calor para transmitirse desde la punta caliente hasta la punta desde la punta caliente hasta la punta

fría ?fría ?

La cosa es así: lo que hace el calor es ir pasando de molécula La cosa es así: lo que hace el calor es ir pasando de molécula a molécula. Es decir, al calentar la parte izquierda las a molécula. Es decir, al calentar la parte izquierda las moleculas de ese lado se ponen a vibrar más rápido. Esas moleculas de ese lado se ponen a vibrar más rápido. Esas moléculas van golpeando a las que tienen a la derecha. De esa moléculas van golpeando a las que tienen a la derecha. De esa manera se va propagando el calor a toda la barra para allá .manera se va propagando el calor a toda la barra para allá .

• Entropía vs entalpía

• Figura 4: Efecto del estado en la entropía

• Parece pues que existen dos fuerzas que compiten en la estabilización de las sustancias.

• La entalpía: estabiliza a los materiales al generar enlaces más fuertes y hacer compuestos más ordenados.

• La entropía: Estabiliza a los materiales al desordenarlos.• Los dos fenómenos afectan a una reacción y deciden la manera en

que procede. Por ello requerimos de una cantidad que los considere a ambos.

PROCESO ISOBÁRICO

(P=cte) Es aquel proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En él, el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables mediante: Q= U+P V

Q = transferido P= presion

U= energia interna V= volumen

PROCESO ISOCÓRICO ÓISOMÉTRICO (V=cte)

Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; ΔV = 0. Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como:ΔW = PΔV,donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).

PROCESO ISOTÉRMICO(T=cte)

Se dice que un proceso isotérmico al sistema que permanece constantemente la temperatura

Este cambio de estado, desde las coordenadas Este cambio de estado, desde las coordenadas PoPo;; vo vo;; T1 T1 a las coordenadas a las coordenadas Po Po ;; vf  vf ;; T2 T2 puede puede efectuarse mediante una expansión isotérmica y efectuarse mediante una expansión isotérmica y una compresión isométrica, yendo de las una compresión isométrica, yendo de las coordenadas coordenadas PoPo;; vo vo;; T1 T1 a las coordenadas a las coordenadas P’P’;; vf  vf ;; T1 T1 y luego a las coordenadas y luego a las coordenadas PoPo;; vf  vf ;; T2 T2

Proceso Proceso adiabático. adiabático. Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. proceso isentrópico. El término El término adiabáticoadiabático hace referencia a elementos que hace referencia a elementos que

impiden la transferencia de calor con el entornoimpiden la transferencia de calor con el entorno El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto

puede ser cuantificado usando la ley de los gases idealespuede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales

Problema 1 • Un cilindro de paredes rígidas y adiabáticas

está cerrado por un pistón móvil, adiabático, sin masa ni rozamiento. Inicialmente, a ambos lados del pistón hay n moles del mismo gas ideal ( = 1,50) a po, To y Vo. Con la resistencia eléctrica se da calor muy lentamente hasta que la presión del gas superior alcanza el valor p = 3,375 po. Exprese en función de los datos: a) Las temperaturas finales, b) el calor suministrado y c) el trabajo intercambiado.

Datos: = 1,50, po, To y Vo, p = 3,375. po .

El gas inferior:

El proceso se considera cuasiestático. En el gas superior se cumple:

111adiabático

ooo T,V,pT,V,p

11oo VpVp

oo VVp

pV 44,0

2

11

222ooo T,V,pT,V,p

12 pp

o1o2 V56,1VV2V

ooo

1 T49,1nR

Vp49,1T o

oo2 T27,5

nR

Vp27,5T

La condición de equilibrio lleva a:

El trabajo realizado sobre el gas superior:

El calor: se integra:

oooo11

1o

11

V

V

V

V

2211

V

V

21

Vp97,01

VpVp

1

VVk

dVVkdVpdVpW1

o

1

o

2

o

21V21 dVpdTncdVpdUdQ

ooo2V

V

V

21

T

T

V Vp51,9WTTncdVpdTncQ2

o

2

o

Problema 2: Determine el incremento de entropía de un kilogramo de agua que, a presión constante, se calienta desde T1 = 27º C hasta T2 = 100º C de las siguientes formas: a) Con una llama a T3 = 700º C. b)Con una resistencia eléctrica cuya temperatura es de T3 = 300º C.Desprecie la dilatación del agua y tome su calor específico como 1,00 cal/gK.

Datos: T1 = 27º C, T2 = 100º C, a) T3 = 700º C, b) T3 = 300º C, c = 1 cal/gK Cuestión: Incremento de entropía del agua.

Balance calorífico:Calor en el agua:

Integrando:

mcdTdq

dTTT

mcT

dQ

T

dqdSdSdS

iifuenteaguauniv

11

i

univ T

TT

T

TmcS 12

1

2ln

0 dQdq

KcalSa univ /7,142) KcalSb univ /3,90)

GRACIAS.GRACIAS.

¿Fin?¿Fin?

Pero continuara ………………………?Pero continuara ………………………?