Termodinámica: Temperatura, calor y primera ley de la temodinámica
Enviado por Carlos M. Carter • 3 de Septiembre de 2023 • Tarea • 1.092 Palabras (5 Páginas) • 54 Visitas
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INTRODUCCIÓN
El calor es una forma o mecanismo que tienen los sistemas para intercambiar energía y lograr el equilibrio térmico. Cuando dos cuerpos están en contacto a distintas temperaturas, es decir, bajo la existencia de un foco frío (cuerpo a menor temperatura) y un foco caliente (cuerpo a mayor temperatura), siempre el calor fluirá desde el foco caliente al foco frío, logrando que el sistema alcance el equilibrio térmico, lo cual es consecuencia de que uno de los materiales baje su temperatura y el otro material, capte este calor cedido y aumente de que uno de los materiales baje su temperatura y el otro material, capte este color cedido y aumente su temperatura. Lo anterior se puede calcular, matemáticamente, por medio de la ecuación de calor especifico ya que los coeficientes de calor especifico de cada material son conocidos y se encuentran tabulados. En cuanto a los mecanismos de transferencia de calor son 3: Conducción, convección y radiación.
DESARROLLO
1-. Complete la siguiente tabla,, identificando el mecanismo de transferencia de calor y la justificación de su elección. Justifique con sus propias palabras.
SIATUACION | MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR | JUSTIFICACIÓN |
1-. Calentar agua en una olla a temperatura estándar. | -Transferencia por convección. | -Al momento de que se comienza a a calentar la olla en el fuego, esta comienza a aumentar la temperatura del agua que se mantiene en la base del recipiente, provocando de esta manera que la densidad disminuya y comience a ascender y/o aumentar, desplazando las capas de agua más frías con mayor densidad hacia la base, la que aumenta su temperatura por el fuego, por tanto, se repite el mismo procedimiento que determinamos como corrientes de convección, logrando de esta manera, calentar la totalidad del agua de la olla. |
2-. Temperar una habitación con un radiador de pared. | -Transferencia por radiación. -Transferencia por convección. | -Dado a que se identifican dos mecanismo de transferencia, podemos decir que; primero para alcanzar su temperatura regulada irradia su calor hacia el exterior sin mantener un conductor, donde una vez adquirida la temperatura esperada al interior de la habitación, esta comienza a moverse, lo que provoca que la masa de aire caliente suba y la masa de aire fría disminuya, produciéndose de esta manera la transferencia por convección. |
3-. Calentamiento de la cuchara que se encuentra sumergida en el café. | -Transferencia por conducción. | En el instante que sumergimos la cuchara en un material de mayor temperatura, esta rápidamente se transfiere al cuerpo de menor temperatura (cuchara), por medio de la agitación térmica de las moléculas. |
2-. Leonardo es el nuevo operario de un taller de metales y se le ha encargado diseñar, por medio de un tratamiento de temperatura de horno, una pieza de hierro de masa m = 7 (Kg). Antes de ser ingresada al horno, este operario, registra su temperatura de ingreso en 25 ºC. Con respecto a esta situación, determine:
a)Determine cuanta energía deberá suministrar el horno a la placa para que esta pieza de hierro alcance los 150 ºC.
*Antecedentes del caso:
M = 7 Kg
T ingreso = 25 º C
T salida = 150 º C
Ce hierro = 460 (1/Kg * º C)
Q = X
Formula:
Q = Ce * m * AT
Q = 460 (1/Kg * ºC) * 7 Kg * (150 º C – 25 ºC)
Q = 460 * 7 * 125 ºC
Q = 3220 * 125 Q
Q = 402.500 J
R: Para calentar la placa y alcanzar los 150 ºC, debe llegar a una energía de 402.500 J.
b) Considerando que Leonardo saca la pieza del horno y la desea enfriar de forma eficiente, ¿Sería conveniente que Leonardo enfríe la pieza de acero con agua? ¿Por qué?. Justifique con sus propias palabras.
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