El documento proporciona información sobre conceptos fundamentales de física como energía térmica, temperatura, dilatación, equilibrio térmico y diferentes escalas de temperatura. Explica que la temperatura está relacionada con la energía cinética de las moléculas, mientras que la dilatación y los cambios de fase dependen de la energía potencial. También define el cero absoluto de temperatura como -273°C y compara las escalas Celsius, Kelvin, Rankine y Fahrenheit.

1. FISICA II SEMANA 4

2. TEMPERATURA, DILATACION

4. Energía térmica La energía térmica es la energía interna total de un objeto: la suma de sus energías cinética y potencial molecular. Energía térmica = U + K Energía interna: las analogías de resorte son útiles: U = ½kx 2 K = ½mv 2

5. Temperatura La temperatura se relaciona con la actividad cinética de las moléculas, mientras que la dilatación y los cambios de fase de las sustancias se relacionan más con la energía potencial.

6. Temperatura contra energía interna Las jarras grande y pequeña tienen la misma temperatura, pero no tienen la misma energía térmica. Una mayor cantidad de agua caliente funde más hielo. El volumen más grande tiene mayor energía térmica Misma temperatura inicial agua hielo hielo

7. Equilibrio de temperatura Contenedor aislado Carbones calientes El calor se define como la transferencia de energía térmica debido a una diferencia en temperatura. Dos objetos están en equilibrio térmico si y sólo si están a la misma temperatura.

8. Termómetro Un termómetro es cualquier dispositivo que, mediante escalas marcadas, puede dar una indicación de su propia temperatura. T = kX X es propiedad termométrica : dilatación, resistencia eléctrica, longitud de onda de luz, etc.

9. Ley cero de la termodinámica Ley cero de la termodinámica: Si dos objetos A y B están en equilibrio por separado con un tercer objeto C , entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico mutuo. A Objeto C A B Equilibrio térmico Misma temperatura B Objeto C

10. Escalas de temperatura El punto fijo inferior es el punto de congelación , la temperatura a la que el hielo y el agua coexisten a 1 atm de presión: 0 0 C o 32 0 F El punto fijo superior es el punto ebullición , la temperatura a la que vapor y agua coexisten a 1 atm de presión: 100 0 C o 212 0 F 100 0 C 212 0 F 0 0 C 32 0 F

11. Comparación de intervalos de temperatura Intervalos de temperatura: 100 C 0 = 180 F 0 5 C 0 = 9 F 0 Si la temperatura cambia de 79 0 F a 70 0 F, significa una disminución de 5 C 0 . 212 0 F 32 0 F 180 F 0 100 0 C 0 0 C 100 C 0

12. Etiquetas de temperatura Si un objeto tiene una temperatura específica, se coloca el símbolo de grado 0 antes de la escala ( 0 C o 0 F ). t = 60 0 C Se dice: “La temperatura es sesenta grados Celsius.”

13. Etiquetas de temperatura (Cont.) Si un objeto experimenta un cambio de temperatura , se coloca el símbolo de grado 0 después de la escala ( C 0 o F 0 ) para indicar el intervalo de temperatura. Se dice: “La temperatura disminuyó cuarenta grados Celsius.”  t = 60 0 C – 20 0 C  t = 40 C 0 t i = 60 0 C t f = 20 0 C

14. Temperaturas específicas Mismas temperaturas tienen números diferentes: 0 C 0 F 212 0 F 32 0 F 100 0 C 0 0 C 180 F 0 100 C 0 t C t F

15. Ejemplo 1: Un plato de comida se enfría de 160 0 F a 65 0 F . ¿Cuál fue la temperatura inicial en grados Celsius? ¿Cuál es el cambio en temperatura en grados Celsius? Convierta 160 0 F a 0 C de la fórmula: t C = 71.1 0 C 9 F 0 = 5 C 0  t = 52.8 C 0

16. Limitaciones de las escalas relativas El problema más serio con las escalas Celsius y Fahrenheit es la existencia de temperaturas negativas. Claramente, ¡la energía cinética promedio por molécula NO es cero o en 0 0 C o en 0 0 F ! T = kX = ¿0? ¿-25 0 C?

17. Termómetro a volumen constante La búsqueda para un cero verdadero de temperatura se puede hacer con un termómetro a volumen constante . Para volumen constante: T = kP La presión varía con la temperatura. Válvula Volumen constante de un gas. (Aire, por ejemplo) Presión absoluta

18. Cero absoluto de temperatura Grafique los puntos ( P 1 , 0 0 C) y (P 2 , 100 0 C); luego extrapole a cero. Cero absoluto = -273 0 C P T 100 0 C 0 0 C P 1 P 2 T 1 T 2 - 273 0 C 0 0 C 100 0 C Cero absoluto

19. Comparación de cuatro escalas 1 C 0 = 1 K 5 C 0 = 9 F T K = t C + 273 0 hielo vapor 273 K 373 K Kelvin 0 K K Rankine 0 R 460 R 672 R R Fahrenheit 32 0 F -460 0 F 212 0 F F 100 0 C 0 0 C -273 0 C Celsius C

20. GRACIAS