Termometría y Calorimetría, Diapositivas de Física

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Termometría

Calorimetría

Termometría

Temperatura: Es una propiedad de la materia, que nos indica cuán frío o caliente está un objeto Los instrumentos diseñados para medir la temperatura, por comparación son los termómetros. La unidad de medida del SI es el grado centígrado o Celsius. En el sistema Inglés se utiliza el º Farhenheit, y la temperatura absoluta se mide en grados Kelvin

Calorimetría

Caloría es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius. Equivalente mecánico del calor , es la conversión del trabajo (en Joule) a energía (calorías) Energía interna es la suma total de la energía de todas las moléculas de un cuerpo u objeto Calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura entre ambos 4 , 186 𝐽 = 1 𝑐𝑎𝑙

Calor específico es una característica del material que define capacidad que tiene el mismo de absorver o entregar calor, al variar su temperatura. Se mide en SI en J/kgºC, o bien kcal/kgºC 𝑄 = 𝑚 × 𝑐 × ∆𝑡 Cuando diferentes partes de un sistema aislado están a diferentes temperaturas, pero están colocadas en contacto térmico, el calor fluirá de la parte de mayor temperatura a la parte de menor temperatura. Si el sistema está completamente aislado, ninguna energía puede fluir hacia adentro o hacia afuera de él. La conservación de la energía establece que el calor perdido por una parte del sistema es igual al calor ganado por la otra parte. Calor perdido = Calor ganado

Si se cargan 200 cm3 de té a 95ºC en una taza de vidrio de 150 g, inicialmente a 25ºC, ¿cuál será la temperatura final T de la mezcla cuando se alcance el equilibrio, suponiendo que ningún calor fluye hacia el medio ambiente?

Calor Latente Es la cantidad de calor que se debe proporcionar a un cuerpo para realizar el cambio de estado del mismo, no se altera la temperatura del mismo, durante el cambio de estado, pero se absorbe o entrega calor. 𝑄 = 𝑚 × 𝐿 Calor de fusión: es el calor requerido para cambiar 1 kg de una sustancia del estado sólido al líquido. Calor de vaporización: es el calor requerido para cambiar 1 kg de una sustancia del estado líquido al de vapor.

Transferencia de calor

El calor puede transferirse de un lugar a otro y de un cuerpo a otro, de tres maneras diferentes:

• Por conducción
• Por convección,
• Por radiación.

Conducción

Es el resultado de colisiones entre las moléculas, las más cercanas a la fuente de calor se aceleran y chocan con las más alejadas, transfiriéndoles parte de la energía. La energía térmica es transferida por colisión molecular a lo largo del objeto. La conducción de calor solo ocurre si hay una diferencia de temperaturas. La razón de flujo de calor a través de una substancia es proporcional a la diferencia de temperatura en sus extremos, y depende del tamaño y forma del objeto ∆𝑄 ∆𝑡

= 𝑘 × 𝐴 ×

A: área transversal de transferencia k: coeficiente de conductividad térmica del material Q: Cantidad de calor T: temperatura Δt: diferencial de tiempo, l: distancia entre los dos puntos

Resistencia térmica: Es una propiedad que se utiliza para especificar y comparar aislantes. Para un espesor l del material: 𝑅 =

Convección

Es el proceso por medio del cual el calor es transferido gracias al movimiento de la masa de las moléculas de un lugar a otro. Implica movimiento de moléculas sobre grandes distancias. Ejemplos: es la transferencia de calor en hornos y en heladeras.

Radiación

No requiere materia como medio para llevar calor de una zona caliente a otra más fría, ocurre sin la presencia de ningún medio. Implica ondas electromagnéticas emitidas por un cuerpo o medio radiante, como el fuego, o el sol. La razón a la que un objeto irradia energía se ha encontrado que es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura en Kelvin. La razón de flujo de la radiación es igual a: ∆𝑄 ∆𝑡

= 𝑒 × 𝐴 × 𝜎 × 𝑇

4 A: área transversal de transferencia e: coeficiente de emisividad del material entre 0 y 1, 1 para colores negros, 0 para brillantes Q: Cantidad de calor T: temperatura Δt: diferencial de temperatura 𝜎 ∶ 5 , 67 𝑥 10 − 8 𝑤 𝑚^2 𝐾^4