Termodinamica

Cuestionario de autoevaluación

1. Explique cuál era la interpretación errónea que hacían del calor los físicos del siglo XVIII.

R= Los físicos del siglo XVIII pensaban que el calor era un fluido sutil, sin calor, sin sabor y sin peso que se apoderaba de los cuerpos para calentarlos y de los seres vivos para darles psique= alma y se llamó “teoría del calórico”.

2. Especifique la diferencia entre calor y temperatura.

R=El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo.

3. Defina que se entiende por potencial térmico y energía térmica.

R=Se dice que un cuerpo tiene potencial térmico alto cuando en su interior tiene almacenada mucha energía térmica por lo tanto está muy caliente.

4. Describa cuando es conveniente utilizar un termómetro de mercurio, un termómetro de alcohol y un termómetro de resistencia.

R= Para medir la temperatura se usan los termómetros, el más común es el de mercurio cuyo rango es de -39°C a 357°C. El termómetro de alcohol registra temperaturas de -130°C a 300°C. Si se requiere medir temperaturas más altas se ocupan los termómetros metálicos (pirómetros) y si se necesita medir temperaturas más altas como fierro fundido o el sol, se utilizan los termómetros ópticos que tienen bases patrón de colores.

5. Explique en que se basaron Fahrenheit, Celsius y Kelvin para construir sus escalas termométricas.

R= Gabriel Fahrenheit fue el inventor del 1er termómetro para medir la temperatura del cuerpo humano y se basó en la congelación del agua.

Posteriormente el biólogo sueco André Celsius descubrió el termómetro y tomó la congelación del agua y la dividió en 100 partes.

Sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión.

6. Escriba las fórmulas que se emplean para convertir °C a °K; °K a °C; °C a °F y °F a °C.

R= de C a K

K=C +273,15 a los grados C le sumas 273,15

de K a C

C= K - 273,15 a los grados K le restas 273,15

de C a F

F= 1,8xC + 32 multiplicas los grados C por 1,8 y le sumas 32

de F a C

C=(F-32)/1,8 le restas 32 a los grados F y lo divides entre 1,8

7. Mencione a que se debe la dilatación de los cuerpos y como es la dilatación de los gases comparada con la de los líquidos y sólidos.

R= Los cuerpos sometidos a aumentos de temperatura aumentan su tamaño, ya que a nivel molecular los átomos vibran, es decir se mueven, al aumentar la temperatura, aumenta su energía y la amplitud de sus movimientos es mayor, por consecuencia el efecto combinado en toda su estructura hace que el volumen aumente.

El principio es el mismo para toda la materia, sin embargo en el caso de los gases, el comportamiento es diferente porque interviene la presión sobre las paredes donde esté contenido el gas

8. Defina el concepto de dilatación lineal y de coeficiente de dilatación lineal.

R=El coeficiente de dilatación lineal, designada por αL, para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura como:

Donde, es el incremento de su integridad física cuando se aplica un pequeño cambio global y uniforme de temperatura a todo el cuerpo. El cambio total de longitud de la dimensión lineal que se considere, puede despejarse de la ecuación anterior:

Donde:

α=coeficiente de dilatación lineal [°C-1]

L0 = Longitud inicial

Lf = Longitud final

T0 = Temperatura inicial.

Tf = Temperatura final

9. Explique por qué es importante considerar los efectos que provoca la dilatación de los cuerpos, al construir cualquier estructura rígida.

R= Cuando un cuerpo se calienta, las moléculas que lo componen empiezan a vibrar requiriendo mas espacio entre ellas, de manera que se expande el espacio en el cuerpo y con ello el tamaño del mismo. A esta expansión del cuerpo se le conoce como dilatación Cabe mencionar que el agua se comporta un poco diferente, pues se dilata cuando se congela, puedes hacer un experimento, llena una botella de agua, tápala y métela al congelador... lo mismo veras si metes una lata cerrada de coca en el congelador...

Aunque no necesariamente se tiene que calentar algo para dilatarse como la pupila del ojo, que se dilata cuando hay poca luz o cuando estas drogado...

10. Exprese los conceptos de dilatación cúbica y de coeficiente de dilatación cúbica.

R= Implica el aumento en las dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un incremento de volumen, por lo cual también se conoce como dilatación volumétrica.

11. Aclare qué se entiende por dilatación irregular del agua y como beneficia este fenómeno a la vida de peces y otras especies acuáticas durante el invierno.

R=La dilatación es el cambio de dimensiones por la temperatura.

En el caso de los líquidos tiene más sentido hablar de la dilatación volumétrica. Suelen aumentar el volumen con la temperatura.

En la fase líquida el agua cumple con ello, pero si se va enfriando se contrae sólo mientras es líquido teniendo un volumen mínimo (para igual cantidad de masa) en los 4ºC (aproximado).

Ese es el punto de mayor densidad y si es agua pura (considerando presión atmosférica normal sobre su superficie aunque las variaciones tendrán casi cero incidencia) ocupará 1 dm³ por cada kg de masa (a eso se llama volumen específico y es la inversa de la densidad). La densidad

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