Que Tipos De Cambios Experimenta Un Objeto Cuando Se Calienta?

Cuando un cuerpo se calienta, aumenta su temperatura y el material que lo compone se dilata, es decir, aumenta su volumen y, por lo tanto, ocupa más lugar. Por el contrario, si la temperatura del material desciende y este se enfría, el material se contrae y disminuye su volumen.

¿Cuando un objeto se calienta aumenta de tamaño a este fenómeno lo llamamos dilatación?

CALOR Y TEMPERATURA, TERMODINÁMICA CALORIMETRIA A modo de introducción: La principal fuente calorífica que conocemos es el sol, sin cuyo concurso la vida en nuestro planeta seria de todo punto imposible. El sol produce un fenómeno físico que todos conocemos y sufrimos habitualmente en verano: EL CALOR.

• Concepto de calor: podemos definir el calor como una forma de energía que esta unida al movimiento desordenado de las moléculas en los cuerpos.
• La energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir un trabajo y/o.
• La energía calorífica puede producir distintos fenómenos, como los cambios de estado: de sólido a liquido de esta a vapor.

También producen efectos de dilatación en los cuerpos sólidos. Temperatura: es la magnitud física que caracteriza el estado térmico de los cuerpos, es proporcional ala energía cinética medida de las moléculas. CALOR Y TEMPERATURA. El calor equivale ala energía calorífica que contienen los cuerpos la temperatura es la medida del contenido de calor de un cuerpo.

Mediante el contacto de la epidermis con un objeto se perciben sensaciones de frío o de calor. Los conceptos de calor y frío son totalmente relativos y sólo se pueden establecer con la relación a un cuerpo de referencia como, por ejemplo, la mano del hombre. Lo que se percibe con más precisión es la temperatura del objeto o, más exactamente todavía, la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la mano que la toca.

Ahora bien, aunque la sensación experimentada sea tanto más intensa cuanto más elevada sea la temperatura, se trata sólo una apreciación muy poco exacta que no puede considerarse como medida de temperatura. Para efectuar esta ultima se utilizan otras propiedades del calor, como la dilatación, cuyos efectos son susceptibles.

1. Con muy pocas excepciones todos los cuerpos aumentan de volumen al calentarse y diminuyen cuando se enfrían.
2. En caso de los sólidos, el volumen suele incrementarse en todas las direcciones se puede observar este fenómeno en una de ellas con experiencia del pirómetro del cuadrante.
3. El, pirómetro del cuadrante consta de una barra metálica apoyada en dos soportes, uno de los cuales se fija con un tornillo, mientras que el otro puede deslizarse y empujar una palanca acodada terminada por una aguja que recorre un cuadrante o escala cuadrada.

Cuando, mediante un mechero, se calienta fuertemente la barra, está se dilata y el valor del alargamiento, ampliado por la palanca, aparece en el cuadrante. Otro experimento igualmente característico es el llamado del anillo de Gravesande. Este aparato se compone de un soporte del que cuelga una esfera metálica cuyo diámetro es ligeramente inferior al de un anillo el mismo metal por el cual puede pasar cuando las dos piezas están a la misma temperatura.

1. Si se calienta la esfera dejando el anillo a la temperatura ordinaria, aquella se dilata y no pasa por el anillo; en cambio puede volver a hacerlo una vez enfriada o en el caso en que se hayan calentando simultáneamente y a la misma temperatura la esfera y el anillo.
2. La dilatación es, por consiguiente, una primera propiedad térmica de los cuerpos, que permite llegar a la noción de la temperatura.

La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calor que se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse o al enfriarse, respectivamente. La cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo para que su temperatura aumente en un numero de unidades determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa de dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denomina calor especifico de la sustancia de que está constituido.

• Cuando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos, el calor se propaga a los que son próximos y la diferencia de temperatura entre el punto calentado directamente y otro situado a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor es dicho cuerpo.
• Si la conductibilidad térmica de un cuerpo es pequeña, la transmisión del calor se manifiesta por un descenso rápido de la temperatura entre el punto calentado y otro próximo.

Así sucede con el vidrio, la porcelana, el caucho, etc. En el caso contrario, por ejemplo con metales como el cobre y la plata, la conductibilidad térmica es muy grande y la disminución de temperatura entre un punto calentado y el otro próximo es muy reducida.

Se desprende de lo anterior que el estudio del calor sólo puede hacerse después de haber definido de una manera exacta los dos términos relativos al propio calor, es decir, la temperatura, que se expresa en grados, y la cantidad de calor, que se expresa en calorías. Habrá que definir después algunas propiedades específicas de los cuerpos en su manera de comportarse con respecto al calor y la conductibilidad térmica.

CALORÍA Y CALOR ESPECIFICO La caloría es la unidad de medida del calor, se define como la cantidad de calor necesario que hay que aplicar a 1g. De agua destilada para que su temperatura aumente un grado centígrado. Igualmente se emplea un múltiplo de ella, la kilocaloría, mil veces mayor y que es la cantidad de calor que aplicada a un kilogramo masa de agua destilada aumenta la temperatura en un grado centígrado.

• El calor específico el la propiedad de cada sustancia que nos indica su mayor o menor facilidad en aceptar calor o aumentar su temperatura.
• Se escribe Ce y sus unidades son calorías / gramo o kilocalorías / kilogramo.
• Así podemos decir que el calor que absorbe un cuerpo depende de su naturaleza y de su cantidad de masa podamos poner: Q(calorías) = m(gramos).

Ce (calor especifico) Q(kilocalorías) = m(kg), Ce (kilocal/kilogramo) DILATACIÓN Se llama dilatación al aumento de volumen que sufren todos os cuerpos al aumentarles su temperatura. Análogamente al calor especifico, en la dilatación de sólidos también existe un coeficiente de dilatación que nos indica la mayor o menor facilidad que tienen los cuerpos en dilatarse cuando la temperatura aumenta 1C.

• Este coeficiente de dilatación puede ser: lineal, superficial, o cúbico.
• Según aumenta la longitud la superficie o el volumen del cuerpo considerado.
• EL CALORIMETRO Es un aparato empleado para determinar el calor especifico de las sustancias.
• TERMOLOGIA Y TERMOMETRIA Los termómetros se basan en la dilatación regular de ciertos cuerpos denominados sustancias termométricas.

El termómetro es el instrumento que se emplea para medir la temperatura de los cuerpos. Hay termómetros de mercurio, de alcohol, metálicos, de aire, etc. El termómetro de mercurio es él más común, su funcionamiento se basa en la dilatación o contracción que experimenta el mercurio cuando el termómetro se pone en contacto con un cuerpo caliente o frió: el nivel en que se detiene el mercurio indica, en su escala graduada la medida de la temperatura.

• Escalas de medición de la temperatura Las dos escalas de temperatura de uso común son la Celsius (llamada anteriormente ‘’centígrada”) y la Fahrenheit.
• Estas se encuentran definidas en términos de la escala Kelvin, que es las escala fundamental de temperatura en la ciencia.
• La escala Celsius de temperatura usa la unidad ‘’grado Celsius” (símbolo 0C), igual a la unidad ‘’Kelvin”.

Por esto, los intervalos de temperatura tienen el mismo valor numérico en las escalas Celsius y Kelvin. La definición original de la escala Celsius se ha sustituido por otra que es más conveniente. Sí hacemos que Tc represente la escala de temperatura, entonces: Tc = T – 273.150 Relaciona la temperatura Celsius Tc (0C) y la temperatura Kelvin T(K).

Vemos que el punto triple del agua (=273.16K por definición), corresponde a 0.010C. La escala Celsius se definió dé tal manera que la temperatura a la que el hielo y el aire saturado con agua se encuentran en equilibrio a la presión atmosférica – el llamado punto de hielo – es 0.00 0C y la temperatura a la que el vapor y el agua liquida, están en equilibrio a 1 atm de presión -el llamado punto del vapor- es de 100.00 0C.

La escala Fahrenheit, todavía se usa en algunos países que emplean el idioma ingles aunque usualmente no se usa en el trabajo científico. Se define que la relación entre las escalas Fahrenheit y Celsius es:. De esta relación podemos concluir que el punto del hielo (0.000C) es igual a 32.0 0F, y que el punto del vapor (100.00C) es igual a 212.0 0F, y que un grado Fahrenheit es exactamente igual del tamaño de un grado Celsius.

	CENTIGRADOS O CELSIUS	REAMUR (en desuso) °R	FAHRENHEIT °F:	KELVIN (absoluta) °K:
Punto de fusión	0° C	0° R	-32°F	273°K
Punto de ebullición	100° C	80° R	212°F	373° K

COMO PASAMOS DE UNA ESCALA A OTRA: 1-2 DE REAMUR A CENTÍGRADA: °C = 5/4 °R Y °R = 4/5 °C 1-3 DE FAHRENHEIT A CENTÍGRADA: °C = 5/9(°F-32°) Y °F = 9/5 °C + 32 1-4 DE KELVIN A CENTÍGRADA: °C = °K-273 Y °K = °C + 273 TERMODINÁMICA Energía calorífica: La suma de la energía potencial y de la energía cinética de un sistema no permanece siempre constante. De una manera general, la energía mecánica total de un sistema disminuye con el frotamiento y los choques. Si por ejemplo, se frena un cuerpo durante su caída por un plano inclinado, de forma que su velocidad permanezca constante, se producirá una disminución de su energía potencial sin que aumente su energía cinética. Pero, en todos los fenómenos de esta naturaleza se produce calor. Así el fósforo de las cerillas se inflama por frotamiento, las herramientas se calientan al labrar los metales, etc. Sí una bala de plomo se dispara contra una placa de acero, se puede alcanzar, en el momento del choque, una temperatura superior a su punto de fusión. El calor debe, por consiguiente, considerarse como una forma de energía, hipótesis que se ve corroborada por la posibilidad de producir trabajo mecánico consumiendo calor, por ejemplo, en las maquinas de calor. Otras formas de energía: eléctrica. La corriente eléctrica es uno de los numerosos fenómenos que pueden producir trabajo mecánico o calor. La primera transformación se realiza en los motores y la inversa de los generadores electromagnéticos de corriente (dínamos, alternadores). En todos los conductores por los que pasan una corriente hay una producción de calor, conocida con el nombre de efecto de joule; la transformación contraria directa, es decir de calor en electricidad, se observa en las pilas termoeléctricas y basta calentar una de las dos soldaduras de dos metales diferentes que forman parte de un circuito para que se engendre en el mismo una corriente. De ellos se deduce que existe energía eléctrica y que el paso de una corriente es en realidad un transporte de energía a lo largo de un circuito. Un condensador cargado de corriente también energía eléctrica, puesto a descargarse es capaz de producir una corriente, pero esta energía es potencial. Química: Las reacciones químicas tienen lugar con absorción o desprendimiento de calor, según los casos. La combustión, que es la combinación del oxígeno del cuerpo combustible o con los elementos que lo integran, revela que una muestra de carbón y oxigeno contiene energía química potencial, que puede utilizarse al iniciar la combustión o la combinación de ambos cuerpos. La energía química se emplea así mismo en las pilas y acumuladores eléctricos, que la transforman en energía eléctrica, y el fenómeno inverso se produce en la electrólisis, en particular al cargar los acumuladores. Las explosiones son un ejemplo de transformación de energía química en trabajo mecánico. Radiante: La luz se produce de diversas formas, pero la más corriente de éstas consiste en calentar cuerpos a una temperatura bastante elevada (lámpara de gas, Lámpara eléctrica de incandescencia). La incandescencia es precisamente la transformación de energía calorífica en energía radiante. En los fenómenos de luminiscencia, o emisión de luz en frío, interviene otra forma de energía que es mecánica en el caso de la triboluminiscencia. La ruptura de ciertos cristales que se producen por ejemplo al machacar azúcar provoca la aparición de luz. En la electroluminiscencia, la energía eléctrica se transforma directamente en luz sin que pase por la forma calorífica intermedia. Así acorde en los tubos de gas rarificado como el neón y los vapores de sodio y mercurio. En la quimil luminiscencia, algunas reacciones químicas, como la oxidación lenta del fósforo blanco en contacto del aire, provocan emisión de luz, sin calentamiento apreciable. La luz emitida por las luciérnagas se debe a un fenómeno análogo, puesto que produce de las reacciones químicas que se producen durante la digestión. La energía radiante puede convertirse en cualquiera de las otras cuatro formas de energías que se han considerado. Así, cuando una sustancia absorbe radiaciones, se calienta y este efecto calorífico es particularmente intenso en el caso de las radiaciones infrarrojas. Por otra parte, los haces luminosos dirigidos hacia los cuerpos ejercen en estos una fuerza de empuje que produce efectos mecánicos y recibe el nombre de presión de radiación, fenómenos que explica la repulsión de la cola de cometas por los rayos solares. La transformación de energía luminosa en energía eléctrica tiene lugar en la fotoelectricidad al captárselos electrones que emiten algunos metales cuando recibe la luz. Este fenómeno ha dado lugar a innumerables aplicaciones practicas, entre las cuales pueden mencionarse el cine sonoro y la televisión. Las modificaciones químicas sufridas por los cuerpos bajo la influencia de la luz son numerosas y constituyen el objeto de la ciencia denominada fotoquímica, que estudia la transformación de la energía luminosa en energía química. Las plantas realizan esta transformación gracias a la clorofila, que absorbe las radiaciones solares, y la energía así almacenada se emplea para sintetizar los alimentos hidrocarbonatos. Primera ley de la termodinámica Permítase que un sistema cambie de un estado inicial de equilibrio, a un estado final de equilibrio, en un camino determinado, siendo el calor absorbido por el sistema y el trabajo hecho por el sistema. Después calculamos el valor. A continuación cambiamos el sistema desde el mismo estado hasta el estado final, pero en esta ocasión por u n camino diferente. Lo hacemos esto una y otra vez, usando diferentes caminos en cada caso. Encontramos que en todos los intentos es la misma. Esto es, aunque y separadamente dependen del camino tomado, no depende, en lo absoluto, de cómo pasamos el sistema del estado al estado, sino solo de los estados inicial y final (de equilibrio). Del estudio de la mecánica recordará, que cuando un objeto se mueve de un punto inicial a otro final, en un campo gravitacional en ausencia de fricción, el trabajo hecho depende solo de las posiciones de los puntos y no, en absoluto, de la trayectoria por la que el cuerpo se mueve. De esto concluimos que hay una energía potencial, función de las coordenadas espaciales del cuerpo, cuyo valor final menos su valor inicial, es igual al trabajo hecho al desplazar el cuerpo. Ahora, en la termodinámica, encontramos experimentalmente, que cuando en un sistema ha cambiado su estado al, la cantidad dependen solo de las coordenadas inicial y final y no, en absoluto, del camino tomado entre estos puntos extremos. Concluimos que hay una función de las coordenadas termodinámicas, cuyo valor final, menos su valor inicial es igual al cambio en el proceso. A esta función le llamamos función de la energía interna. Entonces la energía interna del sistema en el estado, es solo el cambio de energía interna del sistema, y esta cantidad tiene un valor determinado independientemente de la forma en que el sistema pasa del estado inicial al estado final: Tenemos entonces que: Como sucede para la energía potencial, también para que la energía interna, lo que importa es su cambio. Si se escoge un valor arbitrario para la energía interna en un sistema patrón de referencia, su valor en cualquier otro estado puede recibir un valor determinado. Esta ecuación se conoce como la primera ley de la termodinámica, al aplicarla debemos recordar que se considera positiva cuando el calor entra al sistema y que será positivo cuando el trabajo lo hace el sistema. A la función interna, se puede ver como muy abstracta en este momento. En realidad, la termodinámica clásica no ofrece una explicación para ella, además que es una función de estado que cambia en una forma predecible. ( Por función del estado, queremos decir, que exactamente, que su valor depende solo del estado físico del material: su constitución, presión, temperatura y volumen.) La primera ley de la termodinámica, se convierte entonces en un enunciado de la ley de la conservación de la energía para los sistemas termodinámicos. La energía total de un sistema de partículas, cambia en una cantidad exactamente igual a la cantidad que se le agrega al sistema, menos la cantidad que se le quita. Podrá parecer extraño que consideremos que sea positiva cuando el calor entra al sistema y que sea positivo cuando la energía sale del sistema como trabajo. Se llegó a esta convención, porque fue el estudio de las máquinas térmicas lo que provocó inicialmente el estudio de la termodinámica. Simplemente es una buena forma económica tratar de obtener el máximo trabajo con una maquina de este tipo, y minimizar el calor que debe proporcionársele a un costo importante. Estas naturalmente se convierten en cantidad de interés. Si nuestro sistema sólo sufre un cambio infinitesimal en su estado, se absorbe nada más una cantidad infinitesimal de calor y se hace solo una cantidad infinitesimal de trabajo, de tal manera que el cambio de energía interna también es infinitesimal. Aunque y no son diferencias verdaderas, podemos escribir la primera ley diferencial en la forma: Podemos expresar la primera ley en palabras diciendo: Todo sistema termodinámico en un estado de equilibrio, tiene una variable de estado llamada energía interna cuyo cambio en un proceso diferencial está dado por la ecuación antes escrita. La primera ley de la termodinámica se aplica a todo proceso de la naturaleza que parte de un estado de equilibrio y termina en otro. Decimos que si un sistema esta en estado de equilibrio cuando podemos describirlo por medio de un grupo apropiado de parámetros constantes del sistema como presión, el volumen, temperatura, campo magnético y otros la primera ley sigue verificándose si los estados por los que pasa el sistema de un estado inicial (equilibrio), a su estado final (equilibrio), no son ellos mismos estados de equilibrio. Por ejemplo podemos aplicar la ley de la termodinámica a la explosión de un cohete en un tambor de acero cerrado. Hay algunas preguntas importantes que no puede decir la primera ley. Por ejemplo, aunque nos dice que la energía se conserva en todos los procesos, no nos dice si un proceso en particular puede ocurrir realmente. Esta información nos la da una generalización enteramente diferente, llamada segunda ley de la termodinámica, y gran parte de los temas de la termodinámica dependen de la segunda ley. Segunda ley de la termodinámica. Las primeras máquinas térmicas construidas, fueron dispositivos muy eficientes. Solo una pequeña fracción del calor absorbido de la fuente de la alta temperatura se podía convertir en trabajo útil. Aun al progresar los diseños de la ingeniería, una fracción apreciable del calor absorbido se sigue descargando en el escape de una máquina a baja temperatura, sin que pueda convertirse en energía mecánica. Sigue siendo una esperanza diseñar una maquina que pueda tomar calor de un depósito abundante, como el océano y convertirlo íntegramente en un trabajo útil. Entonces no seria necesario contar con una fuente de calor una temperatura más alta que el medio ambiente quemando combustibles. De la misma manera, podría esperarse, que se diseñara un refrigerador que simplemente transporte calor, desde un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que tenga que gastarse trabajo exterior. Ninguna de estas aspiraciones ambiciosas violan la primera ley de la termodinámica. La máquina térmica sólo podría convertir energía calorífica completamente en energía mecánica, conservándose la energía total del proceso. En el refrigerador simplemente se transmitiría la energía calorífica de un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que se perdiera la energía en el proceso. Nunca se ha logrado ninguna de estas aspiraciones y hay razones para que se crea que nunca se alcanzarán. La segunda ley de la termodinámica, que es una generalización de la experiencia, es una exposición cuyos artificios de aplicación no existen. Se tienen muchos enunciados de la segunda ley, cada uno de los cuales hace destacar un aspecto de ella, pero se puede demostrar que son equivalentes entre sí. Clausius la enuncio como sigue: No es posible para una máquina cíclica llevar continuamente calor de un cuerpo a otro que esté a temperatura más alta, sin que al mismo tiempo se produzca otro efecto (de compensación), Este enunciado desecha la posibilidad de nuestro ambicioso refrigerador, ya que éste implica que para transmitir calor continuamente de un objeto frío a un objeto caliente, es necesario proporcionar trabajo de un agente exterior. Por nuestra experiencia sabemos que cuando dos cuerpos se encuentran en contacto fluye calor del cuerpo caliente al cuerpo frío. En este caso, la segunda ley elimina la posibilidad de que la energía fluya del cuerpo frío al cuerpo caliente y así determina la dirección de la transmisión del calor. La dirección se puede invertir solamente por medio de gasto de un trabajo. Kelvin (con Planck) enuncio la segunda ley con palabras equivalentes a las siguientes: es completamente imposible realizar una transformación cuyo único resultado final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se encuentre a la misma temperatura. Este enunciado elimina nuestras ambiciones de la máquina térmica, ya que implica que no podemos producir trabajo mecánico sacando calor de un solo depósito, sin devolver ninguna cantidad de calor a un depósito que esté a una temperatura más baja. Para demostrar que los dos enunciados son equivalentes, necesitamos demostrar que si cualquiera de los enunciados es falso, el otro también debe serlo. Supóngase que es falso el enunciado de Clausius, de tal manera que se pudieran tener un refrigerador que opere sin que se consuma el trabajo. Podemos usar una máquina ordinaria para extraer calor de un cuerpo caliente, con el objeto de hacer trabajo y devolver parte del calor a un cuerpo frío. Pero conectando nuestro refrigerador “perfecto” al sistema, este calor se regresaría al cuerpo caliente, sin gasto de trabajo, quedando así utilizable de nuevo para su uso en una máquina térmica. De aquí que la combinación de una maquina ordinaria y el refrigerador “perfecto” formará una máquina térmica que infringe el enunciado de Kelvin-Planck. O podemos invertir el argumento. Si el enunciado Kelvin-Planck fuera incorrecto, podríamos tener una máquina térmica que sencillamente tome calor de una fuente y lo convierta por completo en trabajo. Conectando esta máquina térmica “perfecta” a un refrigerador ordinario, podemos extraer calor de un cuerpo ordinario, podemos extraer calor de un cuerpo caliente, convertirlo completamente en trabajo, usar este trabajo para mover un refrigerador ordinario, extraer calor de un cuerpo frío, y entregarlo con el trabajo convertido en calor por el refrigerador, al cuerpo caliente. El resultado neto es una transmisión de calor desde un cuerpo frío, a un cuerpo caliente, sin gastar trabajo, lo infringe el enunciado de Clausius. La segunda ley nos dice que muchos procesos son irreversibles. Por ejemplo, el enunciado de Clausius específicamente elimina una inversión simple del proceso de transmisión de calor de un cuerpo caliente, a un cuerpo frío. Algunos procesos, no sólo no pueden regresarse por sí mismos, sino que tampoco ninguna combinación de procesos pueden anular el efecto de un proceso irreversible, sin provocar otro cambio correspondiente en otra parte. Tercera ley de la termodinámica. En el análisis de muchas reacciones químicas es necesario fijar un estado de referencia para la entropía. Este siempre puede escogerse algún nivel arbitrario de referencia cuando solo se involucra un componente; para las tablas de vapor convencionales se ha escogido 320F. Sobre la base de las observaciones hechas por Nernst y por otros, Planck estableció la tercera ley de la termodinámica en 1912, así: la entropia de todos los sólidos cristalinos perfectos es cero a la temperatura de cero absoluto. Un cristal “perfecto” es aquel que esta en equilibrio termodinámica. En consecuencia, comúnmente se establece la tercera ley en forma más general, como: La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero. La importancia de la tercera ley es evidente. Suministra una base para él calculo de las entropías absolutas de las sustancias, las cuales pueden utilizarse en las ecuaciones apropiadas para determinar la dirección de las reacciones químicas. Una interpretación estadística de la tercera ley es más bien sencilla, puesto que la entropía se ha definido como: En donde k es la constante de Bolzmall es la probabilidad termodinámica. En vista de la anterior disertación. Esto significa que sólo existe una forma de ocurrencia del estado de energía mínima para una sustancia que obedezca la tercera ley. Hay varios casos referidos en la literatura en donde los cálculos basados en la tercera ley no están desacuerdo con los experimentos. Sin embargo, en todos los casos es posible explicar el desacuerdo sobre la base de que la sustancia no es “pura”, esto es, pueda haber dos o más isótopos o presentarse moléculas diferentes o, también, una distribución de no equilibrio de las moléculas. En tales casos hay más de un estado cuántico en el cero absoluto y la entropía no tiende a cero. Entropía. La entropía, como todas las variables de estado, dependen sólo de los estados del sistema, y debemos estar preparados para calcular el cambio en la entropía de procesos irreversibles, conociendo sólo los estados de principio y al fin. Consideraremos dos ejemplos: 1.- Dilatación libre: Dupliquemos el volumen de un gas, haciendo que se dilate en un recipiente vacío, puesto que no se efectúa reacción alguna contra el vacío, y, como el gas se encuentra encerrado entre paredes no conductoras. por la primera ley se entiende que o: Donde y se refieren a los estados inicial y final (de equilibrio). Si el gas es ideal, depende únicamente de la temperatura y no de la presión o el volumen, y la ecuación implica que. En realidad, la dilatación libre es irreversible, perdemos el control del medio ambiente una vez que abrimos la llave. Hay sin envergo, una diferencia de entropía, entre los estados de equilibrio inicial y final, pero no podemos calcularla con la ecuación, por que esta relación se aplica únicamente a trayectorias reversibles; si tratamos de usar la ecuación, tendremos inmediatamente la facultad de que Q = 0 para la dilatación libre – además – no sabremos como dar valores significativos de T en los estados intermedios que no son de equilibrio. Entonces, ¿Cómo calcularemos Sf – Si para estos estados?, Lo haremos determinando una trayectoria reversible (cualquier trayectoria reversible) que conecte los estados y f, para así calcular el cambio de entropía de la trayectoria. En la dilatación libre, un trayecto reversible conveniente (suponiendo que se trate de un gas ideal) es una dilatación isotérmica de VI a Vf (=2Vi). Esto corresponde a la dilatación isotérmica que se lleva a cabo entre los puntos a y b del ciclo del Carnot. Esto representa un grupo de operaciones muy diferentes de la dilatación libre y tienen en común la única condición de que conectan el mismo grupo de estados de equilibrio, y f. De la ecuación y el ejemplo 1 tenemos. Esto es positivo, de tal manera que la entropía del sistema aumenta en este proceso adiabático irreversible. Nótese que la dilatación libre es un proceso que, en la naturaleza se desarrolla por sí mismo una vez iniciado. Realmente no podemos concebir lo opuesto, una compresión libre en la que el gas que en un recipiente aislado se comprima en forma espontánea de tal manera que ocupe solo la mitad del volumen que tiene disponible libremente. Toda nuestra experiencia nos dice que el primer proceso es inevitable y virtualmente, no se puede concebir el segundo.2.- Transmisión irreversible de calor. Como otro ejemplo, considérense dos cuerpos que son semejantes en todo, excepto que uno se encuentra a una temperatura TH y el otro a la temperatura TC, donde TH> TC. Si ponemos ambos objetos en contacto dentro de una caja con paredes no conductoras, eventualmente llegan a la temperatura común Tm, con un valor entre TH y TC; como la dilatación libre, el proceso es irreversible, por que perdemos el control del medio ambiente, una vez que colocamos los dos cuerpos en la caja. Como la dilatación libre, este proceso también es adiabático (irreversible), por que no entra o sale calor en el sistema durante el proceso. Para calcular el cambio de entropía para el sistema durante este proceso, de nuevo debemos encontrar un proceso reversible que conecte los mismos estados inicial y final y calcular el cambio de entropía, aplicando la ecuación al proceso. Podemos hacerlo, si imaginamos que tenemos a nuestra disposición un deposito de calor de gran capacidad calorífica, cuya temperatura T este bajo nuestro control, digamos, haciendo girar una perilla. Primero ajustamos, la temperatura del deposito a TH a Tm, quitando calor al cuerpo caliente al mismo tiempo. En este proceso el cuerpo caliente pierde entropía, siendo el cambio de esta magnitud. Aquí T1 es una temperatura adecuada escogida entre TH y Tm y Q es el calor extraído. Enseguida ajustamos la temperatura de nuestro depósito a Tc y lo colocamos en contacto con el segundo cuerpo (el más frío). A continuación elevamos lentamente (reversiblemente) la temperatura del depósito de Tc a Tm, cediendo calor al cuerpo frío mientras lo hacemos. El cuerpo frío gana entropía en este proceso, siendo su cambio. Aquí T2 es una temperatura adecuada, escogida para que quede entre Tc y Tm y Q es el calor agregado. El calor Q agregado al cuerpo frío es igual al Q extraído del cuerpo caliente. Los dos cuerpos se encuentran ahora en la misma temperatura Tm y el sistema se encuentra en el estado de equilibrio final. El cambio de entropía para el sistema completo es: Como T1>T2, tenemos Sf >Si. De nuevo, como para la dilatación libre, la entropía del sistema aumenta en este proceso reversible y adiabático. Nótese que, como la dilatación libre, nuestro ejemplo de la conducción del calor es un proceso que en la naturaleza se desarrolla por sí mismo una vez que se ha iniciado. En realidad no podemos concebir el proceso opuesto, en el cual, por ejemplo, una varilla de metal en equilibrio térmico a la temperatura del cuarto espontáneamente se ajuste de tal manera, que un extremo quede más caliente y en el otro más frío. De nuevo, la naturaleza tiene la preferencia irresistible para que el proceso se efectúe en una dirección determinada y no en la opuesta. En cada uno de estos ejemplos, debemos distinguir cuidadosamente el proceso real (irreversible) (dilatación libre o transmisión del calor) y el proceso reversible que se introdujo, para que se pudiera calcular el cambio de entropía en el proceso real. Podemos escoger cualquier proceso reversible, mientras conecte los mismos estados inicial y final que el proceso real; todos estos procesos reversibles llevarán al mismo cambio de entropía porque ella depende sólo los estados inicial y final y no de los procesos que los conectan, tanto si son reversibles como si son irreversibles. HIDROESTATICA Es la parte de l física que se encarga de estudiar a los líquidos en reposo y principalmente se fundamenta en las leyes o principios tales como el de Arquímedes, Pascal o la paradoja hidro estática. Los principios de la hidro estática se aplican principalmente a los líquidos y a los gases ya que ambos tienen propiedades en común. PRESIÓN HIDROESTATICA Todo liquido contenido en u recipiente origina una presión sobre el fondo y las paredes que lo contienen esto se debe a que la fuerza que el peso de las moléculas ejerce sobre un área determinada por lo que esta expresión recibe el nombre de expresión hidro estática, la cual aumenta conforme mayo sea la profundidad. Lunes, Enero 14, 2002 Haz de www.miexamen.com Todos los Derechos Reservados a MIEXAMEN.COM S.A. DE C.V.

¿Qué es mayor un aumento de temperatura de 1 Co uno de 1 f?

Es muy importante recordar que la variación en temperatura de un grado Celsius es mayor a la variación en temperatura de un grado Fahrenheit.

¿Qué sucede cuando un cuerpo se calienta?

Cuando un cuerpo recibe calor, aumenta la energía cinética de sus partículas y se mueven con más velocidad. Al moverse más rápidamente tienden a ocupar más espacio y por ello, aumenta el volumen del cuerpo. Lo contrario ocurrirá si el cuerpo pierde calor.

¿Qué fenómeno suele ocurrir cuando un cuerpo se calienta?

Capítulo I – Generalidades e hipótesis sobre el calor. Termometría LECCIÓN 38. Calor. -Hipótesis acerca de su naturaleza. -Teoría dinámica. -Efectos generales del calor. -Medida de las temperaturas. -Termómetros. -Termómetro de mercurio. Diferentes escalas termométricas.231.

Calor. -Hipótesis acerca de su naturaleza, -Bajo la denominación de fluidos incoercibles e imponderables se conocen aún ciertos agentes físicos de materia sutilísima y sin peso, que al obrar sobre los cuerpos dan origen a todos los fenómenos: son esos fluidos, además de la atracción, el calórico, el lumínico, el magnetismo y la electricidad,

De aquí que la palabra calórico haya servido y aún sirve en la actualidad según algunos, para indicar la causa de los fenómenos del calor, si bien según la nueva doctrina que hoy domina en la Física, el calor, que ha sido considerado durante mucho tiempo como un fluido particular y misterioso, de naturaleza desconocida y que origina las sensaciones de calor o de frío; (40) que hace hervir los líquidos y funde los metales, no es más que resultado del movimiento vibratorio de las moléculas de los cuerpos.

• En efecto, conocidos en todos tiempos los fenómenos del calor, hanse ideado muy diversas hipótesis para explicar la causa que los origina y entre todas ellas, dos principalmente se han disputado el predominio en la ciencia.
• La hipótesis de la emisión o de las emanaciones y la hipótesis de las vibraciones u ondulaciones.A.

Hipótesis de la emisión. -Este sistema patrocinado por Newton, Laplace y otros sabios, admite que la causa del calor es un fluido material, pero imponderable o sin peso, llamado calórico, que está continuamente emitiéndose o emanándose de los cuerpos y que pasa de unos a otros, con velocidad extraordinaria, a través del espacio en línea recta y cuyas moléculas materiales están dotadas de una gran fuerza de repulsión.

Según esta hipótesis un cuerpo que emite mucho calor se enfría. Esta teoría que también se ha aplicado a los fenómenos de la luz, ha sido abandonada, porque es ineficaz para explicar ciertos hechos, principalmente luminosos, como no sea atribuyendo nuevas y muy diversas propiedades, además de las conocidas, a esos agentes físicos ; y no explica en manera alguna los fenómenos del magnetismo y de la electricidad, como lo hace la hipótesis de las vibraciones.B.

Hipótesis de las vibraciones. -La exposición científica y racional de los principios en que descansa esta hipótesis, débese al genio analítico y pensador del gran Descartes; (41) confirmada más tarde y sobre todo en la época actual, por los magníficos trabajos y descubrimientos de numerosos sabios.

Esta teoría, sencilla en su fundamento, es la más racional, la que explica perfectamente todos los fenómenos, ¿habiendo uno solo de que no dé razón satisfactoria, cumpliendo así con la condición lógica de toda hipótesis. El calor, en esta hipótesis, es resultado del movimiento vibratorio rapidísimo de las moléculas de los cuerpos; allí, pues, donde una molécula vibre o se conmueva por el frotamiento o por otra causa, se desarrolla calor, tanto más intenso, cuanto más rápido sea el movimiento molecular: esto es un hecho evidente y en él no aparece la hipótesis.

Pero para explicar cómo ese calor desarrollado por la acción del movimiento de las moléculas, trasmite por el espacio y pasa de unos cuerpos a otro, penetrando en su interior, se supone la existencia de una materia sutilísima, perfectamente elástica, esparcida en todo el universo y que se, halla lo mismo, en el vacío, que en el interior de todos los cuerpos, aún los más compactos, cuya sustancia se llama éter o materia etérea.

• Al vibrar, pues, un cuerpo, vibra también el éter que tiene en su interior, produciendo, ondas que se propagan por el espacio con una amplitud y por lo tanto alcanzando una extensión proporcional al impulso recibido; y según sea esa amplitud o su rapidez, así origina calor, luz o electricidad.
• He aquí la hipótesis que además de explicar con gran facilidad todos los efectos del calor, tiene la ventaja de que también da razón de los fenómenos de la luz y de la electricidad y con ella desaparece esa fuerza llamada acción a distancia que nada significa y de que tendremos ocasión de hablar.

En esta hipótesis todo se explica por movimientos de la materia y de aquí el nombre que también lleva de teoría dinámica, que aplicada al calor se llama más particularmente teoría termo-dinámica. (42) 232. Teoría dinámica del calor. -Partiendo del principio fundamental de que el calor es producto del movimiento molecular, hubo necesidad de estudiar en qué se convierta ese calor cuando desaparecía en los cuerpos.

Esa desaparición es aparente; pues el calor al cesar en sus efectos se trasforma en movimiento, así como el movimiento se convierte en calor, de modo que existe una relación constante entre un determinado trabajo específico y el calor necesario para producirlo y viceversa, lo cual constituye el equivalente mecanismo del calor (295).

He aquí, pues, que todo fenómeno de calor es una consecuencia de la comunicación o trasformación del movimiento y recíprocamente.233. Efectos generales del calor. -El primer efecto que produce el calor al desarrollarse en los cuerpos es el de dilatarles y hacerlos cambiar de estado.

• La dilatación no es más que la separación de las moléculas de los cuerpos y por consecuencia el aumento de volumen.
• Si la dilatación crece consecuencia, de la mayor cantidad de calor, los cuerpos pueden cambiar de estado, es decir, pasar de sólidos a líquidos o gases y viceversa si el calor disminuye, en cuyo caso las moléculas se contraen y el cuerpo se reduce a menor volumen.234.

Dilatación. -Todos los cuerpos se dilatan por el calor; siendo los más dilatables los gases y los menos los sólidos. En estos últimos se consideran dos clases de dilatación, la lineal y la cúbica: por la primera aumenta el cuerpo en longitud o en una sola dimensión y por la segunda en volumen.

Demuéstrase que los sólidos sa dilatan longitudinalmente por medio de un aparato (fig.124) en el que se fija la barra que se va a ensayar por el extremo A, apoyándose el otro extremo B en el brazo de una aguja que puede girar en un semicírculo graduado: un depósito cilíndrico que se halla debajo de la barra tiene una mecha empapada en alcohol que se enciende apenas la barra se calienta, se dilata y hace que la aguja vaya corriendo por las divisiones del cuadrante.

La dilatación cúbica o en volumen se demuestra por medio del aparato llamado anillo de S’. Gravessande (43) que consiste (fig.125) en un anillo metálico por el cual pasa casi rasando a la temperatura ordinaria una esfera de metal: si ésta se calienta, aumenta de volumen y ya no pasa por el anillo.

Que los líquidos y los gases se dilatan o contraen por el aumento o disminución de calor, lo comprueban los aparatos de que vamos a hablar.235. Termómetros. -Llámase temperatura la cantidad de calor sensible que posee un cuerpo: si esa cantidad aumenta o disminuye se dice que la temperatura sube o baja.

Cómo la NASA reinventó la rueda

Los aparatos destinados a medir las temperaturas, reciben el nombre de termómetros (del griego termos calor y metron medida). Cuatro clases se conocen de termómetros: 1.ª termómetros propiamente dichos que sirven para temperaturas ordinarias: 2.ª termóscopos que aprecian cantidades pequeñas de temperatura de dos lugares próximos: 3.ª termómetros de máxima y mínima temperatura, que dan a conocer el mayor o menor grado de calor que adquiere un cuerpo o un espacio durante un período de tiempo determinado y 4.ª pirómetros que indican las más altas temperaturas.236.

Termómetro. -La invención de este utilísimo instrumento se debe a Drebbel (44) que lo dio a conocer a principios del siglo XVII, aunque algunos le atribuyen al ilustre Galileo: de todos modos, fue en un principio muy imperfecto, pero perfeccionado posteriormente y tal como se conoce en el día, se construye con líquidos, que se dilatan un término medio entre los sólidos y los gases.

Entre ellos se da la preferencia al mercurio y al alcohol; el primero, porque es metal que se dilata con regularidad, no moja el tubo y resiste sin gasificarse temperaturas bastante elevadas; aunque no sirve para temperaturas muy bajas o grandes fríos, porque se solidifica y, sus dilataciones son ya irregulares; para esos casos se emplea el alcohol teñido de rojo, que no se solidifica consiste el termómetro en un tubo de vidrio, capilar, terminado por un extremo en un depósito esférico o cilíndrico, a veces en espiral con mercurio o alcohol y una escala que indica lo que el líquido se dilata o contrae.

Por lo tanto la construcción de un termómetro comprende tres operaciones: 1.º elección del tubo: 2.º introducción del líquido y 3.º la graduación. -Estudiaremos estos detalles en el termómetro de mercurio.A. Tubo termométrico. Ha de estar bien calibrado, es decir ha de tener el mismo diámetro en toda su extensión, pues de lo contrario las divisiones iguales de la escala, no corresponderán a iguales dilataciones del mercurio.

Conócese que un tubo está calibrado, introduciendo en su interior un índice o pequeña columna de mercurio y haciéndole recorrer toda la extensión del tubo, si el índice tiene la misma longitud en todo el trayecto, el tubo está calibrado. Entonces por procedimientos que no son de este lugar, se forma en su extremo un depósito esférico o cilíndrico, mejor cilíndrico y en el otro se suelda una especie de embudo.B.

Introducción del mercurio, -Colocando mercurio en una especie de embudo, se calienta por la parte inferior, el aire se dilata y en parte sale por el embudo, entonces obrando la presión atmosférica, obliga al mercurio a penetrar dentro del tubo: se repite la operación hasta que el depósito y una porción del tubo estén llenos de mercurio; calentándole de nuevo hasta que el líquido produzca vapores que expulsen todo el aire y la humedal, se quita el embudo y reblandeciendo por el calor el extremo del tuba, se cierra.C.

Graduación. -La escala que se hizo de fijar en el tubo para conocer las variaciones de calor, es preciso que tenga dos puntos fijos, que representen temperaturas constantes. Estos dos puntos de partida son la temperatura de la fusión del hielo y el punto de ebullición del agua: el primero corresponde al cero y el segundo se ha convenido quo represente 100.

1. Para determinar el punto cero se introduce el tubo del termómetro en una vasija que contenga hielo machacado; el mercurio se contrae y en el punto donde quede estacionario, se pone una señal con una tirita de papel y representa el cero.
2. Para obtener el otro punto extremo de la escala se pone el tallo termométrico suspendido dentro de una caja de latón en cuya parte inferior hay una vasija con agua que se hace hervir; los vapores rodean todo el depósito del termómetro y parte del tubo, el mercurio se dilata y el punto en que se estacione se pone otra señal que indica el punto 100.

Una circunstancia hay que tener presente en la determinación de este último punto, y es que la presión atmosférica hace variar el grado de ebullición de los líquidos si el agua hierve a los 100 grados, es bajo la presión de 760 mm por lo tanto, si en el momento de la operación el barómetro no señala esa altura es preciso hacer una, pequeña corrección.

La experiencia nos dice que por cada 27 mm que sube o baja el barómetro, el grado de calor de la ebullición aumenta o disminuye, de consiguiente por cada 27 mm o parte de ellos que el barómetro señale sobre los 760, se aumenta en la escala un grado o fracción de grado y viceversa. Respecto a la pureza del agua nada influye, pues aunque hierva a mayor temperatura que 100 grados, por las sustancias que pueda tener en disolución, sus vapores tienen siempre 100 grados de calor.

El espacio que media entre el cero y 100, se divide en 100 partes iguales que se llaman grados, continuando la graduación por encima del 100. Y por debajo del cero: los primeros se llaman grados sobre cero y los segundos bajo cero; estos últimos se representan en la escritura anteponiendo el signo menos (-); así -5º quiere decir 5 grados bajo cero.

Los grados sobre cero no necesitan signo. Esta escala se graba, en una plancha de madera o metal donde se coloca el tubo termométrico; pero es preferible grabarla en el mismo vidrio, como se hacen con los termómetros de precisión, pues además de que el vidrio se dilata poco por lo mismo las divisiones de los grados permanecen casi invariables, permite introducirle en líquidos que pudieran atacar el metal o la madera.237.

Diferentes escalas termométricas. No todos los termómetros llevan la escala que acabamos de describir: Conócense tres muy diferentes; la escala centígrada, debida a Celsio (45) que es la anteriormente dicha y la usada más generalmente por estar acorde con el sistema métrico-decimal: la de Reamur (46) y la de Fahrenheit.

1. La primera está dividida en 100 partes, la segunda en 80, es decir, el cero corresponde también a la fusión del hielo, como en la anterior, pero en el punto de ebullición del agua, donde Celsio colocó 100, puso Reamur 80; y la tercera tiene ambos puntos diferentes.
2. El cero de esta escala la halló Fahrenheit en el frío producido por una mezcla, en partes iguales en peso, de sal amoniaco y nieve, en cuya mezcla los termómetros anteriores señalan 32 bajo cero; y en el punto de ebullición del agua puso 180, siendo el total de su escala 212 (fig.126).

De, aquí resulta que 80 grados R equivalen a 100 de C y viceversa y por lo mismo un grado de R equivale a o de C; y un grado C es igual a o de grado de R. También 100.ºC equivalen a 212 menos 32, o sean 180 de F, y un grado C vale de F, y un grado C vale de F; y un grado F es igual a o de C Y por último 80.º R equivalen a 212-32 o 180 de F; siendo un grado R igual a o F y uno de F a o de R Cuando los termómetros R y C marcan 0.º Fahrenheit señala 32 sobre cero. Muchas veces interesa reducir unas escalas a otras y la operación es muy sencilla. Se quiere reducir grados R a C o al contrario; se comparan las escalas entre sí y el número de grados que se dan con el que se desea saber: sea por ejemplo 30 grados R a C; sean ahora los 375 C a R; Sean grados F a C, por ejemplo 122, se empieza por restar 32 para que el cero corresponda a la escala centígrada y se procede como en los casos anteriores; Para la misma reducción de F a R; Por último los grados C o R se reducen a F del modo siguiente; practicadas las operaciones se añaden los 32.º que tiene la escala F sobre las otras dos Resumiendo: para reducir, a. -Grados R a C se multiplican por b. -R a F se multiplican por y al producto se añaden c. -C a F se multiplican por y al producto se añaden d. -C a R se multiplica por e. -F a R se rebajan 32 y el resto se multiplica por f. -F a C se rebajan 32 y el resto se multiplica por Cuando son muchas y continuas las reducciones que hay que hacer, como acontece con las observaciones que se efectúan en las Estaciones meteorológicas, con objeto de evitar este trabajo y abreviar el tiempo, los Anuarios de los observatorios traen tablas en las que ya está hecha la reducción.

LECCIÓN 39. Termómetro de alcohol. -Cero absoluto de calor. -Cambio de posición del cero. -Límites de temperatura de los termómetros de mercurio y alcohol. -Termómetro diferencial de Leslie. -Termóscopos. de máxima y mínima temperatura. -Termómetro metálico. -Pirómetros.238. Termómetro de alcohol. -Este termómetro bastante usado, pero que no ofrece las ventajas y exactitud que el de mercurio, sólo se diferencia de éste en el líquido que es alcohol teñido de ojo.

Se llena como el anterior y se gradúa por comparación con otro tipo de mercurio. Pero como el alcohol hierve a los 79º, la escala sólo se prolonga sobre el cero hasta los 60 o 65 grados; pero bajo cero puede extenderse todo lo que permita el tubo, pues el alcoho1 se contrae hasta indicar las temperaturas más bajas.

a Termómetro clínico. -Así se llama un termómetro cuyo depósito se aplica a ciertas regiones del cuerpo como la axila o sobaco, para deducir de su temperatura, comparada con la normal u ordinaria del cuerpo humano, el estado febril de un enfermo. La de mercurio y el depósito se halla libre, pero el tubo está dentro de otro de cristal, en el cual se encuentra la escala trazada con tinta en una tira de papel para así distinguir los grados más fácilmente.239.

Cero absoluto. -El cero de las escalas termométricas es solamente relativo, pues el cero real o absoluto sería la carencia completa de calor, es decir, según la hipótesis de las vibraciones, el estado de reposo absoluto de las moléculas de un cuerpo. Este cero no se halla aún bien determinado, o a lo menos sólo se conoce de una manera hipotética.240.

Cambio de posición del cero. -El termómetro mejor construido pasado algún tiempo no rige bien, pues si se introduce en hielo fundente ya no señala el cero, es decir que el mercurio no desciende hasta ese grado; de consiguiente ese punto extremo de la escala cambia de posición o se encuentra más elevado.

Este fenómeno ha sido explicado de muy varia manera; la más aceptable es la que supone que el vidrio cuando ha sido muy calentado, al enfriarse repentinamente adquieren sus moléculas un estado anormal y al volver lentamente a su estado primitivo, la capacidad del depósito disminuye.

1. Por eso para, observaciones exactas es preciso rectificar la posición del cero, si el termómetro hace tiempo que está construido.241.
2. Límites de temperatura en los termómetros de mercurio y alcohol.
3. Como el mercurio no hierve hasta los 350º y no se solidifica hasta -39º, parece que entre estos dos límites debiera servir este termómetro: sin embargo, la observación ha comprobado que solo entra los -36º y 100 se dilata con regularidad, no ofreciendo fuera de estos puntos, el termómetro de mercurio; exactitud en sus indicaciones.

Respecto al de alcohol sólo puede usarse para temperaturas que no pasen de 35º, pero para las inferiores, sirve aún en las más bajas, pues hasta el día no se ha podido solidificar con los fríos mas intensos. No obstante, solidificándose el agua, que contiene se pone espeso y ya no rige por cuya razón se aconseja por algunos, sustituir el alcohol por el súlfido carbónico o el éter.242.

Termómetro diferencial de Leslie (47),- Como su nombre lo indica empléase este termómetro para conocer la diferencia de temperatura de dos puntos próximos. Consta este aparato (fig.127) de un tubo de vidrio dos veces encorvado hacia la parte superior en ángulo recto, terminando sus ramas en dos esferas.

Contiene ácido sulfúrico teñido de rojo hasta la mitad de las ramas y el resto y las esferas contienen aire. Cuando este gas tiene la misma temperatura e igual tensión en ambas esferas, el líquido se halla a la misma altura en una y otra, en cuyo punto se señala cero: si ahora se introduce una de las esferas en agua a la temperatura de 10º y la otra en hielo fundente, el aire de la primera se dilata, hace descender el líquido en esta rama y se eleva en la otra, los puntos donde permanecen fijas las columnas líquidas se pone 10: se divide el espacio re cero y 10, en diez partes iguales, y se continúa la división por encima y por debajo.243.

• Termóscopo de Rumford.
• Otro termómetro diferencial, que se llama más particularmente termóscopo de Rumford (48), difiere solo del de Leslie (fig.128) en que es mayor la rama horizontal y más grandes las esferas: además el líquido está reducido a un pequeño índice de un centímetro de longitud, que cuando se halla en la parte media de la rama horizontal, señala en cada uno de sus extremos el cero y se gradúa como el anterior.

Si una de las esferas tuviera mas aire que la otra, se inclina el aparato para que el índice líquido vaya a un apéndice de vidrio situado en uno de los ángulos del tubo; equilibrado el aire, se hace que el índice vuelva a su posición.244. Termómetros de máxima y mínima temperatura.

• No siendo fácil estar observando el termómetro continuamente durante un día, para conocer cuando llega a la más alta o la más baja temperatura, se han ideado aparatos que ellos mismos indican y dejan señalado el mayor ascenso o el menor descenso.
• De aquí los termómetros de máxima temperatura al sol y a la sombra y de mínima temperatura.A.

Termómetro de máxima temperatura al sol. -Es de mercurio y se construye de muy diversa manera. El de Rutheford es un termómetro colocado horizontalmente (fig.129) que lleva delante de la columna de mercurio un pequeño índice de hierro Dilatándose el líquido por la acción del calor empuja el índice y le hace caminar hasta que el mercurio deja de dilatarse; al descender la temperatura el mercurio se contrae, pero el índice permanece en el punto hasta donde había llevado indicando la temperatura más alta a que se elevó el mercurio.

• Hecha la observación, se inclina el termómetro para que el índice vuelva a ponerse en contacto con el mercurio.B.
• Termómetro de máxima temperatura a la sombra.
• En el mismo termómetro anterior con la sola diferencia de su colocación fuera de la acción del s 1.
• Estos aparatos ofrecen varios inconvenientes por cuya razón en el día, en la mayor parte de los Observatorios meteorológicos, se usan los construidos por el inglés Casella, por el sistema del Dr.

Phillips. El de máxima sol tiene el depósito, que es esférico, de vidrio negro para que absorba más fácilmente los rayos directos del sol; y el de sombra en el estado natural del vidrio. En uno y otro el índice está formado por una pequeña columna de mercurio que no se une a la general por hallarse entre las dos una pequeñísima burbuja de aire: cuando el mercurio se dilata, empuja la columna y al contraerse aquel queda el índice estacionario indicando hasta donde se elevó la temperatura.C.

• Termómetro de mínima temperatura del aire.
• Se construye con alcohol: está colocado también horizontalmente y resguardado de la irradiación nocturna (fig.130).
• Lleva dentro del alcohol un pequeño índice de esmalte a.
• Si se halla éste en el extremo de la columna líquida, pero dentro de ella y la temperatura desciende, el líquido se contrae y arrastra consigo el índice por efecto de la adhesión; si después el calor aumenta, el alcohol se dilata y pasa sin mover el índice por entre éste y el vidrio, señalando así aquel, el punto a donde descendió la temperatura.

Para una nueva observación se inclina el instrumento hasta que el índice vuelva al extremo de la columna líquida. También ha construido Casella un termómetro de mínima con mercurio, cuyos detalles y manejo no corresponden a estos estudios.D. Termómetro de mínima temperatura para la irradiación nocturna,

Este termómetro llamado también reflector es de alcohol con el depósito ennegrecido y funciona como los ordinarios de mínima.245. Termómetro metálico. -Un termómetro curioso y notable por su gran sensibilidad ha construido Breguet (49), Está fundado en la desigual dilatación de los metales, plata, oro y platino.

Se compone de una cinta finísima arrollada en espiral y formada por los tres metales perfectamente soldados (fig.131). El oro se halla en el centro, la plata que es el metal más dilatable en el exterior y el platino, el menos, en el interior de la hélice.

Fija ésta por un extremo, el otro queda libre y lleva una aguja que corre en un cuadrante. Este aparato se gradúa por comparación. Cuando la temperatura aumenta, como la plata se dilata mas que el platino, se desarrolla la hélice y la aguja corre en el cuadrante; y si el calor disminuye, arrollándose mas la hélice la aguja se desvía en sentido contrario.246.

Pirómetros. -Se llaman así (del griego pir fuego y metron medida) los instrumentos que sirven para medir altas temperaturas. Los pirómetros que generalmente se describen en esta clase de obras, ofrecen poca precisión y solo pueden usarse otros, para cuyo estudio se necesitan como cimientos de que se hablará más adelante.

1. El pirómetro descrito en casi todos los tratados elementales de Física, por más que no ofrezca seguridad en sus indicaciones, es el de Wedgwood (50), que está fundado en la propiedad que tiene la arcilla dé contraerse por la elevación de temperatura.
2. Consta (fig.132) de dos reglas metálicas que forman entre sí un ángulo pequeño, cuya mayor abertura, donde está el cero, el; de 12 mm ‘5 y la menor de 8 mm ‘5.

Un cilindro de arcilla penetra a la temperatura ordinaria hasta el cero: si este cilindro se coloca por ejemplo, dentro de un horno de fundición, se contrae y entonces puede avanzar más en la menor abertura del ángulo que forman las reglas, señalando el grado de calor; teniendo en cuenta que el cilindro de arcilla a la temperatura ordinaria, se supone que corresponde a 500º y que cada grado del pirómetro representa 72º del termómetro centígrado.

¿Qué cambios se produce cuando un sólido pierde calor?

B – Al disminuir la temperatura, es decir, el material perder o ceder calor (energía Calórica) al medio se producirá: ✓ menor movimiento molecular (energía cinética). ✓ Aumento de las fuerzas de atracción. ✓ diminución de los espacios intermoleculares.

¿Cómo se llama cada uno de los cambios de estado?

Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la vaporización (L-G), la condensación (G-L), la solidificación (L-S), la fusión (S-L), y la sublimación inversa(G-S).

¿Cuál es el concepto de calor en fisica?

¿Qué es el calor? – El calor es una forma de energía que se transfiere de manera espontánea entre distintas zonas de un cuerpo o desde un cuerpo hacia otro. En termodinámica, “calor” significa “transferencia de energía”. Esta transferencia siempre tiene una dirección definida por la diferencia de temperatura entre los cuerpos.

Radiación térmica. El calor se propaga a través de ondas electromagnéticas. Todos los cuerpos emiten calor de esta forma, a menos que estén a una temperatura igual al cero absoluto, 0 Kelvin. Conducción térmica. El calor se transmite por la agitación de las moléculas, lo que provoca que la temperatura incremente, que los líquidos se evaporen, que los sólidos se fundan y que los cuerpos se dilaten. Convección térmica. El calor se transfiere por medio del movimiento de un fluido, como puede ser un gas y un líquido. Por ejemplo, al calentar agua en una cacerola, la porción que está en contacto con su base asciende al calentarse, mientras que el agua de la superficie desciende por los lados al enfriarse y ocupa el lugar que dejó la porción caliente.

Ver además: Conductividad térmica

¿Qué pasa si la temperatura llega a 50 grados?

10 enero 2013 Pie de foto, La OMS dice que la temperatura ambiente óptima es de entre 18 y 24º C. Australia está experimentando una de las olas de calor más fuertes que ha tenido. Es tan fuerte que los meteorólogos se han visto forzados a incrementar las escalas de temperatura hasta 54º C y agregar un nuevo código de color.

1. Las temperaturas sin precedentes han causado incendios forestales y puesto vidas en riesgo.
2. Pero el intenso calor conllevo otro riesgo: el impacto en el cuerpo humano.
3. Las temperaturas extremas causan estrés en el organismo cuyo funcionamiento óptimo es entre los 36 y 37,5º C.
4. Cuando son más altas el cuerpo se libera del calor principalmente con el sudor, aunque la respiración y el incremento en el ritmo cardíaco también pueden expulsarlo.

Entre más caliente y más húmedo, más sudor se expele, y esto incrementa el riesgo de deshidratación. En calor extremo el organismo comienza a luchar para poder enfriarse, lo cual puede conducir a espasmos musculares, agotamiento y golpe de calor. Éste es un trastorno que requiere atención médica de emergencia porque puede resultar en daño permanente a órganos vitales e incluso la muerte.

• Pero, ¿cuánto es demasiado calor? La Organización Mundial de la Salud (OMS) afirma que la temperatura ambiente óptima para el organismo es entre 18 y 24º C.
• Cualquier nivel más elevado provoca que los riesgos se incrementen.
• Y estos riesgos están vinculados a la temperatura a la cual está acostumbrado el cuerpo.

Por eso no sorprende que los habitantes de países más calientes puedan enfrentar mejor el aumento de temperaturas.

¿Cuáles son los mecanismos de transferencia de calor ejemplos?

Conducción, convección y radiación: 3 tipos de transferencia de calor La conducción, la convección y la radiación son las tres formas de transferencia del calor. El calor es la energía que pasa de un cuerpo o sistema a otro.

La transferencia de calor solo se produce cuando existe una diferencia de temperatura entre dos cosas.En la conducción, la transferencia de calor ocurre cuando un cuerpo u objeto está en contacto con otro. La convección, en cambio, se produce por movimiento de gases o líquidos a diferentes temperaturas.

Por su parte, la radiación es una transferencia de calor sin que los cuerpos estén en contacto. Por eso, esta se da mediante la emanación de energía a través de ondas electromagnéticas. Un ejemplo que ilustra esto sería el de una olla de agua hirviendo: el fuego calienta la olla (radiación), el metal de la olla calienta el agua (conducción) y el agua caliente sube por efecto del calor (convección).

	Conducción	Convección	Radiación
Definición	Forma de transferencia del calor por contacto.	Forma de transferencia del calor por movimiento de materia.	Forma de transferencia del calor por ondas electromagnéticas.
Dirección de transferencia	De mayor a menor temperatura
Mecanismo	Movimiento de átomos dentro de un cuerpo	Movimiento de gases y líquidos por diferencia de temperatura	Propagación de ondas electromagnéticas en el espacio
Ejemplos	El mango de una olla de aluminio sobre una hornilla encendida	Los sistemas de calefacción domésticos	El calor del Sol

¿Qué efectos surgen en los Cuerpos al haber cambios en el calor y la temperatura?

¿Qué le sucede al cuerpo? – Los seres humanos necesitan mantener su temperatura corporal interna dentro de un rango muy estrecho de unos pocos grados por encima o por debajo de 98,6 ° F. Las personas sufren de enfermedades causadas por el calor cuando sus cuerpos no son capaces de deshacerse del exceso de calor y no se enfrian apropiadamente.

1. El cuerpo pierde su “equilibrio térmico” porque no puede disipar el calor a un ritmo suficientemente rápido.
2. Cuando el cuerpo comienza a sobrecalentarse los vasos sanguíneos se agrandan y el latido del corazón es más fuerte y más rápido.
3. Más sangre fluye a las capas externa de la piel desde el “núcleo” interior de modo que el calor puede ser liberado al medio ambiente más fresco.

Si este proceso no ayuda a enfriar al cuerpo lo suficientemente rápido, o el aire exterior es más calurosos que la piel, el cerebro activa la sudoración para enfriar el cuerpo. Las glándulas de sudor en la piel, sacan agua del torrente sanguíneo haciendo el sudor.

El sudor se evapora y libera el calor del cuerpo. Durante una hora de trabajo pesado en tiempo caluroso, el cuerpo puede sudar fácilmente un litro de agua. Desplazamiento de la sangre a las capas exteriores del cuerpo (la “caparazón”) hace que menos sangre llegue al cerebro, los músculos y otros órganos (el “núcleo”).

La sudoración prolongada puede agotar el cuerpo de agua y sal causando la deshidratación. Debido a que el cuerpo pierde agua y sales que son necesarias para que los músculos trabajen, calambres musculares pueden ocurrir. El esfuerzo fisiológico de las enfermedades causadas por el calor en el cuerpo puede causar que la persona se deshidrate, se ponga débil, cansada y confundida.

¿Qué tipo de fenómeno es la temperatura?

Los fenómenos térmicos y caloríficos forman parte de los fenómenos físicos cotidianos. Es sabido que Calor y Temperatura son sustantivos que están incorporados al lenguaje popular y que raramente son utilizados de una forma científicamente correcta.

¿Qué pasa cuando una bola de metal se calienta?

La esfera, a Temperatura ambiente, pasa a través del anillo, pero al calentarse, a la llama, se dilata, y ya no puede pasar, poniendo en evidencia que su volumen ha aumentado.

¿Cuando un material se calienta qué tipo de energía de las partículas que lo componen aumenta?

Al calentar un sólido, las partículas que lo constituyen aumentan su energía cinética de vibración, con lo que sus partículas se separan más y más (dilatación).

¿Qué es el calor y dilatación?

Cuando un cuerpo absorbe calor, aumenta la energía cinética de sus partículas y se amplían las vibraciones de éstas. De este modo, aumentan la distancia entre partículas y el volumen del cuerpo. El aumento de volumen que experimentan los cuerpos al elevar su temperatura se conoce como dilatación térmica.

¿Qué fenómeno ocurre cuando un elemento alcanza temperaturas muy altas?

Dilatación : Este es el cambio que se produce cuando, luego de que el cuerpo esté en contacto con ciertas temperaturas elevadas, su tamaño se incrementa. La dilatación puede afectar a sustancias que se encuentren tanto en estado sólido como líquido y gaseoso.