Termodinámica: Una danza cósmica de energía
La termodinámica, del griego "thermos" (calor) y "dynamis" (fuerza), es una rama de la física que se ocupa de la relación entre el calor y otras formas de energía, como el trabajo mecánico y la energía eléctrica. Es la ciencia que estudia las transformaciones de la energía y cómo estas afectan a los sistemas macroscópicos, aquellos que podemos observar a simple vista o con instrumentos.
Un lenguaje para comprender el universo
La termodinámica nos proporciona un lenguaje preciso para describir y predecir cómo se comporta la energía en diversos sistemas, desde el funcionamiento de un motor hasta la evolución de las estrellas. Se basa en cuatro leyes fundamentales, que son principios básicos que rigen el comportamiento de la energía en el universo:
Primera ley: La conservación de la energía. La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra.
Segunda ley: La entropía. La entropía de un sistema siempre tiende a aumentar en un proceso espontáneo. En otras palabras, los sistemas tienden a pasar de estados ordenados a estados desordenados.
Tercera ley: El cero absoluto. Es imposible alcanzar el cero absoluto de temperatura (-273,15°C).
Cuarta ley: La invariancia adiabática. La entropía de un sistema en equilibrio termodinámico es invariante bajo una transformación adiabática (sin intercambio de calor).
Explorando los sistemas termodinámicos
Un sistema termodinámico es una región del espacio que contiene una cantidad definida de materia y energía. Se define por su frontera, que lo separa del resto del universo. Los sistemas pueden ser:
Abiertos: Intercambian materia y energía con el entorno.
Cerrados: Intercambian solo energía con el entorno.
Aislados: No intercambian ni materia ni energía con el entorno.
Las variables que definen el estado de un sistema
Las propiedades de un sistema termodinámico se describen mediante variables como:
Presión: Fuerza por unidad de área que ejerce el sistema sobre su frontera.
Volumen: Espacio que ocupa el sistema.
Temperatura: Medida de la energía cinética promedio de las partículas del sistema.
Energía interna: Suma de todas las formas de energía presentes en el sistema.
Entropía: Medida del desorden del sistema.
Procesos termodinámicos: Cambios en el estado del sistema
Un proceso termodinámico es un cambio en el estado de un sistema. Los procesos pueden ser:
Isotérmicos: Se realizan a temperatura constante.
Adiabáticos: No hay intercambio de calor con el entorno.
Isovolumétricos: Se realizan a volumen constante.
Isóbaros: Se realizan a presión constante.
Motores térmicos: Convirtiendo el calor en trabajo
Un motor térmico es un dispositivo que convierte el calor en trabajo mecánico. El ciclo de Carnot es un modelo ideal para un motor térmico. La eficiencia de un motor térmico está limitada por la segunda ley de la termodinámica.
Refrigeradores y bombas de calor: Moviendo el calor contra la corriente
Este documento presenta una guía de aprendizaje sobre procesos químicos para el grado 8. La guía cubre temas como las escalas de temperatura, los termómetros, el equilibrio térmico, y la conversión entre grados Celsius y Fahrenheit. El objetivo es que los estudiantes comprendan conceptos fundamentales sobre la temperatura y puedan aplicar este conocimiento a situaciones de la vida real.
Este documento trata sobre la temperatura y la dilatación. Explica que la temperatura está relacionada con la energía interna de un sistema y que la dilatación es el aumento de tamaño de los materiales debido al aumento de temperatura. También describe diferentes tipos de termómetros y escalas de temperatura como Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
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El documento describe diferentes unidades y escalas de temperatura, incluyendo el calor, la caloría, la BTU, el grado Celsius, el grado Fahrenheit, el kelvin y el Rankine. Explica que estas unidades miden la energía térmica transferida entre sistemas y cómo se relacionan entre sí a través de fórmulas de conversión.
Este documento trata sobre los conceptos de calor y temperatura en física. Explica que el calor es una forma de energía asociada al movimiento molecular, mientras que la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas. También describe cómo se transmite el calor a través de la conducción, convección y radiación, y cómo los cuerpos se dilatan al ganar o perder calor.
1) El documento habla sobre conceptos básicos de termodinámica como temperatura, termómetros y escalas de temperatura. 2) Explica las escalas Celsius, Fahrenheit y Kelvin y cómo se relacionan. 3) Describe diferentes tipos de termómetros como de mercurio, bimetálicos y de gas y cómo miden la temperatura.
El documento trata sobre conceptos básicos de calor y temperatura. Explica que la temperatura se origina en las ideas cualitativas de caliente y frío basadas en el sentido del tacto. Los termómetros son instrumentos confiables para medir la temperatura cuantitativamente. También define conceptos como contacto térmico y equilibrio térmico, y explica que dos objetos en equilibrio térmico están a la misma temperatura.
Este documento describe la historia y el desarrollo del termómetro. Explica cómo Galileo Galilei creó el primer termómetro capaz de medir la temperatura de manera cualitativa. Luego describe cómo se crearon las primeras escalas de temperatura por Fahrenheit, Celsius y Kelvin y cómo funciona un termómetro moderno usando la dilatación del mercurio. Finalmente, resume brevemente conceptos clave de la termodinámica como el calor, la temperatura y el equilibrio térmico.
Este documento presenta una guía de aprendizaje sobre procesos químicos para el grado 8. La guía cubre temas como las escalas de temperatura, los termómetros, el equilibrio térmico, y la conversión entre grados Celsius y Fahrenheit. El objetivo es que los estudiantes comprendan conceptos fundamentales sobre la temperatura y puedan aplicar este conocimiento a situaciones de la vida real.
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1) El documento habla sobre conceptos básicos de termodinámica como temperatura, termómetros y escalas de temperatura. 2) Explica las escalas Celsius, Fahrenheit y Kelvin y cómo se relacionan. 3) Describe diferentes tipos de termómetros como de mercurio, bimetálicos y de gas y cómo miden la temperatura.
El documento trata sobre conceptos básicos de calor y temperatura. Explica que la temperatura se origina en las ideas cualitativas de caliente y frío basadas en el sentido del tacto. Los termómetros son instrumentos confiables para medir la temperatura cuantitativamente. También define conceptos como contacto térmico y equilibrio térmico, y explica que dos objetos en equilibrio térmico están a la misma temperatura.
Este documento describe la historia y el desarrollo del termómetro. Explica cómo Galileo Galilei creó el primer termómetro capaz de medir la temperatura de manera cualitativa. Luego describe cómo se crearon las primeras escalas de temperatura por Fahrenheit, Celsius y Kelvin y cómo funciona un termómetro moderno usando la dilatación del mercurio. Finalmente, resume brevemente conceptos clave de la termodinámica como el calor, la temperatura y el equilibrio térmico.
El documento trata sobre el calor y sus propiedades físicas. Explica que el calor es una forma de energía que fluye de un objeto más caliente a uno más frío, y que puede transferirse a través de la conducción, convección o radiación. También define conceptos como la temperatura, las escalas de temperatura, el calor latente y el calor específico de una sustancia.
Este documento presenta información sobre la temperatura, incluyendo cómo se mide, las leyes de la termodinámica, escalas de medición, y otros temas relacionados. Explica que la temperatura se mide con termómetros y se define como una propiedad relacionada con la energía interna de un sistema. También resume brevemente las leyes cero, primera, segunda y tercera de la termodinámica, así como conceptos como la entropía y las escalas de medición Celsius y Kelvin.
La ley cero de la termodinámica establece que todos los cuerpos buscan el equilibrio térmico. Los termómetros miden la temperatura basándose en cómo cambian propiedades físicas como el volumen de un líquido con la temperatura. Existen varias escalas térmicas como Celsius, Fahrenheit y Kelvin. Tanto los sólidos como los líquidos experimentan expansión térmica, es decir, un aumento de volumen cuando absorben calor.
Este documento presenta conceptos fundamentales sobre calor y termodinámica. Explica que el calor es una forma de energía asociada con la temperatura de un cuerpo. Introduce la idea del calor específico, el cual determina la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia. También describe el principio de la conservación de la energía y cómo puede extenderse para incluir el intercambio de calor entre un sistema y su entorno.
Este documento describe tres escalas principales para medir la temperatura: la escala Fahrenheit, la escala Celsius y la escala Kelvin. La escala Fahrenheit fue desarrollada en 1724 y establece puntos de referencia como el punto de congelación del agua a 32°F y el punto de ebullición a 212°F. La escala Celsius fue inventada en 1742 y establece el punto de congelación a 0°C y el punto de ebullición a 100°C. La escala Kelvin, creada en 1854, coloca el cero absoluto a -273.15°C
CLASE COLECTIVA DE TEMPERATURA Y CALOR 11MO.pptxoliver920630
El documento explica los conceptos de calor, temperatura y cómo se miden. Define el calor como la energía térmica en tránsito entre cuerpos y la temperatura como la concentración de energía cinética de las partículas. Explica que la temperatura de un cuerpo depende de la velocidad de movimiento de sus partículas. También describe los diferentes tipos de termómetros y escalas para medir la temperatura, incluyendo Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
Este documento describe la ley cero de la termodinámica y las escalas de temperatura. Explica que la ley cero establece que dos sistemas en equilibrio térmico tienen la misma temperatura, y que la temperatura es una propiedad termodinámica definida independientemente de las propiedades de una sustancia. También describe las escalas de Celsius, Fahrenheit y Kelvin para medir la temperatura, señalando los puntos de referencia y conversiones entre ellas.
Unidad de "Cambios y conservación en las transformaciones físicasguest1c604e2
El documento define y diferencia los conceptos de calor y temperatura. Explica que la temperatura se mide con un termómetro y se refiere al movimiento de las partículas, mientras que el calor es una forma de energía que fluye de un cuerpo más caliente a uno más frío. También describe los diferentes métodos de transferencia de calor, como la conducción, convección y radiación, y los cambios de estado de la materia como función de la temperatura.
El documento explica conceptos básicos de termometría y calorimetría. Define la temperatura como una medida de la agitación molecular de un cuerpo. Explica que los termómetros miden cambios de propiedades físicas como volumen o resistencia eléctrica con la temperatura. Describe los principales tipos de termómetros como de líquido, gas y resistencia de platino. Finalmente, presenta las escalas termométricas más comunes como Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
01 TEMPERATURA_Sección AyB_2021II_clase del 16.pptxManuel Calderon
Este documento explica la diferencia entre calor y temperatura. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo, mientras que el calor es la transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro. También describe los conceptos de equilibrio térmico, las escalas de temperatura como Celsius y Kelvin, y los efectos de la dilatación térmica como la fatiga térmica.
El documento explica conceptos relacionados con el calor y la temperatura. Define calor como energía térmica en tránsito entre cuerpos, y temperatura como una medida del movimiento de partículas. Explica que la temperatura se mide con termómetros que usan la dilatación térmica, y las escalas de Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
El documento habla sobre temperatura, dilatación térmica y gases. Explica conceptos como temperatura, termómetros, escalas de temperatura y la relación entre la presión y temperatura de los gases. Define la temperatura como una propiedad que determina cuando un cuerpo está en equilibrio térmico con otros. Introduce la escala Kelvin como una escala absoluta de temperatura basada en la presión de los gases e independiente de la sustancia utilizada.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de temperatura, calor y termodinámica. Explica que la temperatura se puede definir como una propiedad que determina cuando un cuerpo está en equilibrio térmico con otros cuerpos. También describe cómo los termómetros miden la temperatura basándose en cómo cambian otras propiedades físicas con la temperatura, y cómo se establecieron las escalas Celsius y Kelvin para medir y definir la temperatura de forma cuantitativa e independiente de la sustancia.
El documento explica los conceptos de calor y temperatura, y describe los diferentes tipos de termómetros y escalas de temperatura. Define calor como una forma de energía relacionada con el movimiento de los átomos, y la temperatura como una magnitud relacionada con la velocidad de las partículas. Detalla los diferentes métodos de propagación del calor (conducción, convección y radiación) y los principales tipos de termómetros, incluidos los de mercurio, pirómetros y digitales. También explica las escalas Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Reaum
El documento presenta información sobre el tema de termodinámica para un curso de física II. Explica conceptos clave como temperatura, calor, capacidad calorífica, dilatación térmica y las leyes de la termodinámica. También resume las leyes de los gases ideales y define términos como presión, volumen, número de moles y constante de los gases ideales. El documento proporciona una introducción completa a la termodinámica desde una perspectiva conceptual y matemática.
El documento habla sobre conceptos fundamentales de física térmica como temperatura, escalas termométricas, dilatación térmica, cantidad de calor, y mecanismos de transferencia de calor. Define sistemas termodinámicos y formas de energía. Explica los procesos de conducción, convección y radiación como medios de transferencia de calor. También cubre conceptos como calor específico, calor latente, y diagramas de fases.
El documento explica los conceptos de temperatura y calor. Define la temperatura como una medida de la energía promedio de las moléculas de un cuerpo. Define el calor como la transferencia de energía entre cuerpos debido a diferencias de temperatura. Describe las principales escalas de temperatura (Celsius, Kelvin, Fahrenheit) y cómo convertir entre ellas.
El documento trata sobre el calor y la temperatura. Explica que el calor es una forma de energía asociada al movimiento molecular, mientras que la temperatura es una medida de la energía térmica promedio. Describe las diferentes escalas de temperatura como Celsius, Fahrenheit y Kelvin. También presenta diversos instrumentos para medir la temperatura y ofrece ejemplos de conversiones entre las escalas.
El documento trata sobre el calor y sus propiedades físicas. Explica que el calor es una forma de energía que fluye de un objeto más caliente a uno más frío, y que puede transferirse a través de la conducción, convección o radiación. También define conceptos como la temperatura, las escalas de temperatura, el calor latente y el calor específico de una sustancia.
Este documento presenta información sobre la temperatura, incluyendo cómo se mide, las leyes de la termodinámica, escalas de medición, y otros temas relacionados. Explica que la temperatura se mide con termómetros y se define como una propiedad relacionada con la energía interna de un sistema. También resume brevemente las leyes cero, primera, segunda y tercera de la termodinámica, así como conceptos como la entropía y las escalas de medición Celsius y Kelvin.
La ley cero de la termodinámica establece que todos los cuerpos buscan el equilibrio térmico. Los termómetros miden la temperatura basándose en cómo cambian propiedades físicas como el volumen de un líquido con la temperatura. Existen varias escalas térmicas como Celsius, Fahrenheit y Kelvin. Tanto los sólidos como los líquidos experimentan expansión térmica, es decir, un aumento de volumen cuando absorben calor.
Este documento presenta conceptos fundamentales sobre calor y termodinámica. Explica que el calor es una forma de energía asociada con la temperatura de un cuerpo. Introduce la idea del calor específico, el cual determina la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia. También describe el principio de la conservación de la energía y cómo puede extenderse para incluir el intercambio de calor entre un sistema y su entorno.
Este documento describe tres escalas principales para medir la temperatura: la escala Fahrenheit, la escala Celsius y la escala Kelvin. La escala Fahrenheit fue desarrollada en 1724 y establece puntos de referencia como el punto de congelación del agua a 32°F y el punto de ebullición a 212°F. La escala Celsius fue inventada en 1742 y establece el punto de congelación a 0°C y el punto de ebullición a 100°C. La escala Kelvin, creada en 1854, coloca el cero absoluto a -273.15°C
CLASE COLECTIVA DE TEMPERATURA Y CALOR 11MO.pptxoliver920630
El documento explica los conceptos de calor, temperatura y cómo se miden. Define el calor como la energía térmica en tránsito entre cuerpos y la temperatura como la concentración de energía cinética de las partículas. Explica que la temperatura de un cuerpo depende de la velocidad de movimiento de sus partículas. También describe los diferentes tipos de termómetros y escalas para medir la temperatura, incluyendo Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
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Unidad de "Cambios y conservación en las transformaciones físicasguest1c604e2
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01 TEMPERATURA_Sección AyB_2021II_clase del 16.pptxManuel Calderon
Este documento explica la diferencia entre calor y temperatura. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo, mientras que el calor es la transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro. También describe los conceptos de equilibrio térmico, las escalas de temperatura como Celsius y Kelvin, y los efectos de la dilatación térmica como la fatiga térmica.
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El documento habla sobre conceptos fundamentales de física térmica como temperatura, escalas termométricas, dilatación térmica, cantidad de calor, y mecanismos de transferencia de calor. Define sistemas termodinámicos y formas de energía. Explica los procesos de conducción, convección y radiación como medios de transferencia de calor. También cubre conceptos como calor específico, calor latente, y diagramas de fases.
El documento explica los conceptos de temperatura y calor. Define la temperatura como una medida de la energía promedio de las moléculas de un cuerpo. Define el calor como la transferencia de energía entre cuerpos debido a diferencias de temperatura. Describe las principales escalas de temperatura (Celsius, Kelvin, Fahrenheit) y cómo convertir entre ellas.
El documento trata sobre el calor y la temperatura. Explica que el calor es una forma de energía asociada al movimiento molecular, mientras que la temperatura es una medida de la energía térmica promedio. Describe las diferentes escalas de temperatura como Celsius, Fahrenheit y Kelvin. También presenta diversos instrumentos para medir la temperatura y ofrece ejemplos de conversiones entre las escalas.
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3. Temperatura y equilibrio térmico
El concepto de temperatura
se origina en las ideas
cualitativas de “caliente” y
“frío” basadas en nuestro
sentido del tacto
4. Para una misma sustancia cuanto
mayor es la temperatura, mayor es
la velocidad de las partículas que
la componen
5.
6.
7. El calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de
un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos.
8. Si un objeto que está a temperatura alta, entra en contacto con otro de menor
temperatura, le transfiere calor, hasta que los dos tengan la misma temperatura. Se
dice entonces que están en equilibrio térmico.
EQUILIBRIO TERMICO
9. LEY CERO
La "ley cero" establece que, si dos sistemas separados están en equilibrio térmico
con un tercer sistema, aquellos están en equilibrio térmico uno con otro
10. La temperatura empírica, es aquella propiedad cuyo valor es
el mismo para todos los sistemas que están en equilibrio
térmico entre sí. Actualmente se utilizan para medir
temperaturas, las escalas Celsius y Fahrenheit.
Temperatura termodinámica: Es independiente de las
propiedades de una o varias sustancias que se emplean para
medir temperaturas.
En el sistema internacional se utiliza la escala Kelvin
En el sistema inglés se utiliza la escala Rankine
TEMPERATURA EMPIRICA Y TERMODINAMICA
11. TEMPERATURA EMPIRICA
Tipos de termómetros:
De mercurio en vidrio: basado en la expansión de mercurio y vidrio (),
De resistencia eléctrica: basado en el cambio en la resistencia eléctrica,
De gas ideal de volumen constante: se basa en el comportamiento presión-
temperatura de un gas.
Se asignan temperaturas fijas a fenómenos físicos repetibles y luego usando un
termómetro para interpolar entre estos puntos.
Los puntos de referencia típicos incluyen el punto de ebullición y de congelamiento
del agua y los puntos de fusión de varios metales a la presión de 1 atm .
13. Debido a que el mercurio se solidifica a 39º C y hierve a 357º C,
los termómetros de mercurio no pueden usarse para comparar
temperaturas por debajo del punto de fusión ni por arriba del punto de
ebullición. Para ello se emplean otros tipos de sustancias como el alcohol
metílico, que solidifica a –110º C pero hierve a 76º C
14. Desarrollada por Anders Celsius
(sueco) en 1742
Unidad: °C
Escala centesimal, sus referencias
son punto de ebullición del agua:
100°C
Punto de congelación: 0°C
ESCALA CELSIUS (CENTIGRADA)
Desarrollada por Daniel Fahrenheit
(alemán) en 1717
Unidad: °F
Sus referencias son punto de
ebullición del agua: 212°F
Punto de congelación: 32°F
Tiene 180 divisiones.
ESCALA FAHRENHEIT
15. Uno de los mayores logros de la termodinámica ha sido el desarrollo de una
escala de temperatura absoluta o termodinámica que sea independiente de
cualquier sustancia. Siguiendo una sugerencia hecha por Lord Kelvin en
1848, podemos establecer tal escala de temperatura utilizando la Segunda
Ley de la Termodinámica.
16.
17. 180
32
100
100
273
F
C
K T
T
T
9
32
5
5
273
F
C
K T
T
T
9
9
5
5
R
F
C
K T
T
T
T
18. El cero absoluto corresponde a la temperatura en la cual un sistema de moléculas (como
una cantidad de gas, líquido o sólido) tiene su energía total (cinética + potencial) mínima
posible.
19. 1) Cuánto vale el 0 absoluto Kelvin en la escala Fahrenheit?
2) En cierto lugar la temperatura se incrementó en 21°C. ¿A cuánto equivale este
incremento en la escala Fahrenheit?
3) Dos vasos con agua A y B están a igual temperatura. La temperatura del vaso A se
incrementa en 10 °F y la del B se incrementa en 10 K. ¿Cuál de los vasos está a mayor
temperatura?
4) ¿Te animas a completar la tabla?
°C K °F R
100° 212°
0° 273 32°
0
24.
m
T
L
L 009
,
50
20
35
10
2
,
1
1
50
.
1 5
0
m
L
L
787
,
35
009
,
50
794
,
35
50
794
,
35
50
009
,
50
25. El volumen que desborda es igual a la diferencia de dilataciones volumétricas del
mercurio y el vidrio:
3
5
5
0
0
0
69
,
2
10
4
,
0
3
10
18
20
100
200
.
3
.
.
.
.
3
1
.
1
cm
V
T
V
V
T
V
T
V
V
V
V
d
v
hg
d
v
hg
v
hg
d
