Fisica termodinamica tarea 1

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INTRODUCCION

Esta semana discutiremos los conceptos de temperatura y energía térmica para comprender cómo se comporta un objeto cuando entra en contacto con otro objeto a diferentes temperaturas y transfiere energía.

Analizando temperatura y calor como parte de la física realizando la medición de temperatura y compararemos las diferentes escalas, tales como Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankine, por otro lado lograremos hacer la conversión de las diferentes escalas de medición de temperatura mediante el ejercicio matemático, lograremos comprender la expansión térmica, finalmente podremos comparar la calorimetría y los mecanismos de transición de fase y transferencia de calor. Esta tarea desarrollará 3 problemas, 2 de los cuales son ejercicios donde practicaremos lo que hemos aprendido en los dos ejercicios de tarea, y la tercera tarea discutirá la importancia de analizar el calor de fusión y el calor latente de vaporización. Transición de fase de la materia.

DESARROLLO

1. Un recipiente con agua se calienta de 25°C a 80°C ¿Cuál es el cambio de temperatura en la escala Kelvin y Fahrenheit?

Cambio de temperatura= Temperatura final – Temperatura inicial.

Cambio de temperatura= 80°C -25°C= 55°C

Cambio de temperatura= Temperatura 昀椀nal – Temperatura inicial.

Cambio de temperatura= 80°C -25°C= 55°C

• De Celsius a Kelvin

TK= °C + 273,15 = 55°+ 273 = 328,15 TK

• De Celsius a Fahrenheit

°F = (9/5*°C) + 32 = (9/5 * 55°C) + 32 = 131 °F

2. Un trozo de tubo de hierro tiene 7 m de longitud a temperatura ambiente (20°C). Si la tubería se va a utilizar para conducir vapor ¿Cuál será la tolerancia para la dilatación y qué nueva longitud tendrá la tubería? Fundamente su respuesta.

Para desarrollar este ejercicio debemos tener claro los siguientes datos:

• Simbología Numérica:

ΔL: variación de longitud.

L0: longitud inicial.

LF: Longitud final.

α: coeficiente de dilatación lineal.

ΔT: variación de temperatura.

T0: temperatura inicial.

TF: temperatura final.

• Como se calcula:

1. ΔL= α .L0.  ΔT
2. LF-L0= L0. α (TF-T0)
3. LF= L0. α (TF-T0) + L0
4. LF= L0 [1+ α (TF-TO)]

• Coeficiente de dilatación lineal

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Temperatura Vapor llega a 100°C y  α hierro = 1,2 *10-5/°C.

ΔL = α Lo Δt= (1,2 * 10 - 5/°C) (7m) (100°C – 20°C) = 0,0672m

La longitud de la tubería seria: Lo= 0,0672mL= Lo + ΔL = 7m + 0,0672m = 7,0672m

Temperatura Vapor llega a 100°C y  α hierro = 1,2 *10-5/°C.

ΔL = α Lo Δt= (1,2 * 10 - 5/°C) (7m) (100°C – 20°C) = 0,0672m

La longitud de la tubería seria:

Lo= 0,0672m

L= Lo + ΔL = 7m + 0,0672m = 7,0672m

3. ¿Qué importancia tienen el calor latente de fusión y de evaporación en un cambio de fase de una sustancia? Fundamente su respuesta.

Como menciona IACC, 2020. Todas las sustancias pueden existir en tres fases, sólida, líquida o gaseosa. Cuando una sustancia absorbe cierta cantidad de calor, la velocidad de sus moléculas aumenta y su temperatura se eleva.

El calor latente de fusión es el cambio de la fase de estado sólido a líquido, (fusión), donde el aumento de

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