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Unidad 4 Termodinámica
Temperatura
 Del latín temperatura, la temperatura es
una magnitud física que refleja la cantidad
de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o
del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a
la noción de frío (menor temperatura) y
caliente (mayor temperatura).
Dilatación
 Es el resultado debido a la teoría de la
relatividad, según el cual el tiempo transcurrido
entre dos sucesos, medido en un sistema de
referencia fijo, es menor que el que se mediría en
otro referencial con velocidad respecto del
primero.
Coeficiente de dilatación
lineal
 El coeficiente de dilatación es el cociente que
mide el cambio relativo de longitud o volumen
que se produce cuando un cuerpo sólido o un
fluido dentro de un recipiente cambia de
temperatura provocando una dilatación térmica.
Coeficiente de dilatación
cúbica
 Implica el aumento en las dimensiones de un
cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un
incremento de volumen, por lo cual también se
conoce como dilatación volumétrica.
Conducción
 Conducción temeraria Delito consistente en la
conducción de un vehículo de motor bajo la
influencia de drogas tóxicas o estupefacientes, o
con temeridad manifiesta poniendo en concreto
peligro la vida de las personas, su integridad o sus
bienes.
Convección
 La convección es un proceso natural en el que el
calor se transfiere entre dos sustancias liquidas,
entre dos sustancias gaseosas o un gas y un
liquido, siempre y cuando se encuentren a
diferentes temperaturas de temperatura.
Radiación
 La radiación es la emisión, propagación y
transferencia de energía en cualquier medio en
forma de ondas electromagnéticas o partículas.
 Una onda electromagnética es una forma de
transportar energía (por ejemplo, el calor que
transmite la luz del sol).
Dilatación de gases
 Los gases encerrados en un recipiente que se
pueda estirar libremente aumentan de volumen
al calentarse. Ya sabemos que los sólidos y los
líquidos se dilatan con la temperatura pero los
gases lo hacen en mucha mayor proporción.
Kilocaloría
 Unidad de energía térmica que equivale a mil
calorías, es decir, la cantidad de calor necesaria
para elevar un grado la temperatura de un litro
de agua a quince grados.
Su abrev. es Kcal.
Caloría
 La caloría (símbolo cal) es una unidad de
energía del Sistema Técnico de Unidades,
basada en el calor específico del agua. Aunque
en el uso científico y técnico actuales la unidad
de energía es el joule (del Sistema Internacional
de Unidades), a veces, todavía se utiliza la caloría
para expresar el poder energético de los
alimentos.
BTU
 La british thermal unit, de símbolo BTU o BTu, es
una unidad de energía. Se usa principalmente en
los Estados Unidos, aunque ocasionalmente
también se puede encontrar en documentación
o equipos antiguos de origen británico. En la
mayor parte de los ámbitos de la técnica y la
física ha sido sustituida por el julio que es la
unidad correspondiente del Sistema Internacional
de Unidades.
Capacidad Calorífica
 La capacidad calorífica de un cuerpo es el
cociente entre la cantidad de energía calorífica
transferida a un cuerpo o sistema en un proceso
cualquiera y el cambio de temperatura que
experimenta..
Calor específico
 El calor específico es una magnitud física que se
define como la cantidad de calor que hay que
suministrar a la unidad de masa de una sustancia
o sistema termodinámico para elevar
su temperatura en una unidad. En general, el
valor del calor específico depende del valor de
la temperatura inicial. Se le representa con la
letra (minúscula).
Calor latente
 El calor latente es la energía requerida por una
cantidad de sustancia para cambiar de fase,
de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a
gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener
en cuenta que esta energía en forma de calor se
invierte para el cambio de fase y no para un
aumento de la temperatura.
Calor latente de fusión
 Cuando una sustancia cambia de fase absorbe o
cede calor sin que se produzca un cambio de su
temperatura. El calor Q que es necesario aportar
para que una masa m de cierta sustancia
cambie de fase es igual a
Q=mL
 donde L se denomina calor latente de la
sustancia y depende del tipo de cambio de fase.
Calor latente de
vaporización
 El calor latente es la energía requerida por una
cantidad de sustancia para cambiar de fase,
de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a
gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener
en cuenta que esta energía en forma de calor se
invierte para el cambio de fase y no para un
aumento de la temperatura.
Ley de intercambió de
calor
 La transferencia de calor es el paso de energía
térmica desde un cuerpo de mayor temperatura
otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo,
por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a
una temperatura diferente de la de su entorno u
otro cuerpo, la transferencia de energía térmica,
también conocida como transferencia de calor o
intercambio del calor.
Protón
 En física, el protón es una partícula
subatómica con una carga eléctrica elemental
positiva 1 (1,6 × 10-19 C), igual en valor absoluto y
de signo contrario a la del electrón, y una masa
1836 veces superior a la de un electrón.
Electrón
 Un electrón es una partícula elemental estable
cargada negativamente que constituye uno de
los componentes fundamentales del átomo.
Forma parte del grupo de los leptones. Un
electrón es una partícula elemental estable
cargada negativamente que constituye uno de
los componentes fundamentales del átomo.
Forma parte del grupo de los leptones.
Neutrón
 Un neutrón es una partícula subatómica
contenida en el núcleo atómico. No tiene carga
eléctrica neta, a diferencia de carga eléctrica
positiva del protón. El número de neutrones en
un núcleo atómico determina el isótopo de ese
elemento.
Solido
 Los sólidos se caracterizan por tener forma y
volumen constantes. Esto se debe a que las
partículas que los forman están unidas por
unas fuerzas de atracción grandes de modo que
ocupan posiciones casi fijas.
Liquido
 Los líquidos, al igual que los sólidos,
tienen volumen constante. En los líquidos las
partículas están unidas por unas fuerzas de
atracción menores que en los sólidos, por esta
razón las partículas de un líquido pueden
trasladarse con libertad.
Gaseoso
 Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma
fija pero, a diferencia de éstos, su volumen
tampoco es fijo. También son fluidos, como los
líquidos.
Plasma
 El plasma presenta características propias que no
se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que
es considerado otro estado de agregación de la
materia.
Termodinámica
 la rama de la física que hace foco en el estudio
de los vínculos existentes entre el calor y las
demás variedades de energía. Analiza, por lo
tanto, los efectos que poseen a nivel
macroscópico las modificaciones de
temperatura, presión, densidad, masa y volumen
en cada sistema.
Sistema Termodinámico
 Es una disciplina científica cuyo objeto de estudio
es el intercambio energético entre un cuerpo y el
ambiente. En este contexto, podemos decir que
un sistema termodinámico es un conjunto de
cuerpos que es aislado del entorno para
su estudio.
Pared diatérmica
 Un proceso diatérmico quiere decir que deja
pasar el calor fácilmente.
 Una interacción térmica es cualquier otro tipo de
intercambio de energía. En este caso la pared se
denomina diatérmica.
Pared adiabática
 En termodinámica se designa como proceso
adiabático a aquel en el cual el sistema
termodinámico (generalmente, influido que
realiza un trabajo) no intercambia calor con su
entorno.
Equilibrio Térmico
 El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se
igualan las temperaturas de dos cuerpos, las
cuales, en sus condiciones iniciales presentaban
diferentes temperaturas. Una vez que las
temperaturas se equiparan se suspende el flujo
de calor, llegando ambos cuerpos al
mencionado equilibrio término.
Punto triple de una
substancia
 Un punto triple es un término químico que se
refiere a la presión y la temperatura en las cuales
una sustancia cambia entre las tres formas. Un
diagrama de fases puede incluir la
forma gaseosa, líquida y sólida de un compuesto;
también puede incluir diferentes tipos
de cristales que puede formar una sustancia. Las
sustancias en el punto triple están presentes en
tres formas.
Energía interna
 Más concretamente, es la suma de:
 La energía cinética interna, es decir, de las sumas
de las energías cinéticas de las individualidades
que lo forman respecto al centro de masas del
sistema, y de la energía potencial interna, que es
la energía potencial asociada a las interacciones
entre estas individualidades..
Ley cero de la
termodinámica
 La ley cero, conocida con el nombre de la ley
del equilibrio térmico fue enunciada en un
principio por Maxwell y llevada a ley por Fowler y
dice:
 “Dos sistemas en equilibrio térmico con un
tercero, están en equilibrio térmico entre sí”.
Primera ley de la
termodinámica
 La primera ley de la termodinámica establece
que la energía no se crea, ni se destruye, sino
que se conserva. Entonces esta ley expresa que,
cuando un sistema es sometido a un ciclo
termodinámico, el calor cedido por el sistema
será igual al trabajo recibido por el mismo, y
viceversa.
 Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado
por el sistema al medio ambiente y W el trabajo
realizado por el medio ambiente al sistema
durante el ciclo.
Segunda ley de la
termodinámica
 Es una de las leyes más importantes de la física;
aún pudiéndose formular de muchas maneras
todas llevan a la explicación del concepto de
irreversibilidad y al de entropía. Este último
concepto, cuando es tratado por otras ramas de
la física, sobre todo por la mecánica estadística y
la teoría de la información, queda ligado al
grado de desorden de la materia y la energía de
un sistema. Juntas y más ordenadas.
Tercera ley de la
termodinámica
 Esta ley establece que es imposible conseguir
el cero absoluto de la temperatura (0 grados
Kelvin), cuyo valor es igual a - 273.15°C. Alcanzar
el cero absoluto de la temperatura también seria
una violación a la segunda ley de la
termodinámica, puesto que esta expresa que en
toda máquina térmica cíclica de calor, durante
el proceso, siempre tienen lugar pérdidas de
energía calorífica, afectando así su eficiencia, la
cual nunca podrá llegar al 100% de su
efectividad.
Entropía
 La entropía puede ser la magnitud física
termodinámica que permite medir la parte no
utilizable de la energía contenida en un sistema.
Esto quiere decir que dicha parte de la energía
no puede usarse para producir un trabajo.
Entalpia
 El término entalpia es un término que se utiliza
normalmente en el ámbito de la ciencia física y
que sirve para designar a aquel fenómeno
mediante el cual la magnitud termodinámica de
un cuerpo o elemento es igual a la suma que
resulta de su propia energía interna más el
resultado de su volumen por la presión exterior.
Maquina Térmica
 Una máquina térmica es un dispositivo que realiza
un trabajo mediante un proceso de paso de
energía desde un foco caliente hasta un foco
frio.
 Las máquinas térmicas o motores térmicos
aprovechan una fuente de energía para realizar
un trabajo mecánico. La energía transferida
como calor a la máquina no puede a su vez ser
transferida íntegramente por esta como trabajo:
una parte de la energía debe ser transferida
como calor.
Maquina de vapor
 La historia de los primeros pasos de la máquina
de vapor nos exige algunas aclaraciones previas
sobre los principios en que está basada y en
particular sobre la evolución de las ideas
referentes a la presión atmosférica.
Motor de relación
 Esto evitará la detonación, que provoca pérdidas
de energía, mal funcionamiento y rotura del
motor. Los motores de serie actuales (de ciclo
Otto) vienen con una relación de compresión
entre 9:1 y 11:1. La fórmula matemática es la
siguiente:
 RC =VC+Vc / Vc RC = Relación de compresión
VC = Volumen del cilindro Vc = Volumen de la
cámara
Eficiencia de la maquina
térmica
 Eficiencia de una maquina térmica
 Se dice que la eficiencia es la relación entre la
salida, la energía que se busca tener, y la
entrada, la energía que cuesta pero se debe
definir la salida y la entrada. Se puede decir que
una maquina térmica,
 (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - QlQh
(Energía que cuesta) Qh

Degradación de la
energía
 Unas formas de energía pueden transformarse en
otras. En estas transformaciones la energía
se degrada, pierde calidad. En toda
transformación, parte de la energía se convierte
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 Cualquier tipo de energía puede transformarse
íntegramente en calor; pero, éste no puede
transformarse íntegramente en otro tipo de
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Unidad 4 fisica

  • 2. Temperatura  Del latín temperatura, la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).
  • 3. Dilatación  Es el resultado debido a la teoría de la relatividad, según el cual el tiempo transcurrido entre dos sucesos, medido en un sistema de referencia fijo, es menor que el que se mediría en otro referencial con velocidad respecto del primero.
  • 4. Coeficiente de dilatación lineal  El coeficiente de dilatación es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica.
  • 5. Coeficiente de dilatación cúbica  Implica el aumento en las dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un incremento de volumen, por lo cual también se conoce como dilatación volumétrica.
  • 6. Conducción  Conducción temeraria Delito consistente en la conducción de un vehículo de motor bajo la influencia de drogas tóxicas o estupefacientes, o con temeridad manifiesta poniendo en concreto peligro la vida de las personas, su integridad o sus bienes.
  • 7. Convección  La convección es un proceso natural en el que el calor se transfiere entre dos sustancias liquidas, entre dos sustancias gaseosas o un gas y un liquido, siempre y cuando se encuentren a diferentes temperaturas de temperatura.
  • 8. Radiación  La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas.  Una onda electromagnética es una forma de transportar energía (por ejemplo, el calor que transmite la luz del sol).
  • 9. Dilatación de gases  Los gases encerrados en un recipiente que se pueda estirar libremente aumentan de volumen al calentarse. Ya sabemos que los sólidos y los líquidos se dilatan con la temperatura pero los gases lo hacen en mucha mayor proporción.
  • 10. Kilocaloría  Unidad de energía térmica que equivale a mil calorías, es decir, la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de un litro de agua a quince grados. Su abrev. es Kcal.
  • 11. Caloría  La caloría (símbolo cal) es una unidad de energía del Sistema Técnico de Unidades, basada en el calor específico del agua. Aunque en el uso científico y técnico actuales la unidad de energía es el joule (del Sistema Internacional de Unidades), a veces, todavía se utiliza la caloría para expresar el poder energético de los alimentos.
  • 12. BTU  La british thermal unit, de símbolo BTU o BTu, es una unidad de energía. Se usa principalmente en los Estados Unidos, aunque ocasionalmente también se puede encontrar en documentación o equipos antiguos de origen británico. En la mayor parte de los ámbitos de la técnica y la física ha sido sustituida por el julio que es la unidad correspondiente del Sistema Internacional de Unidades.
  • 13. Capacidad Calorífica  La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta..
  • 14. Calor específico  El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad. En general, el valor del calor específico depende del valor de la temperatura inicial. Se le representa con la letra (minúscula).
  • 15. Calor latente  El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.
  • 16. Calor latente de fusión  Cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a Q=mL  donde L se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.
  • 17. Calor latente de vaporización  El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.
  • 18. Ley de intercambió de calor  La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o intercambio del calor.
  • 19. Protón  En física, el protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6 × 10-19 C), igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1836 veces superior a la de un electrón.
  • 20. Electrón  Un electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del átomo. Forma parte del grupo de los leptones. Un electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del átomo. Forma parte del grupo de los leptones.
  • 21. Neutrón  Un neutrón es una partícula subatómica contenida en el núcleo atómico. No tiene carga eléctrica neta, a diferencia de carga eléctrica positiva del protón. El número de neutrones en un núcleo atómico determina el isótopo de ese elemento.
  • 22. Solido  Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.
  • 23. Liquido  Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad.
  • 24. Gaseoso  Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
  • 25. Plasma  El plasma presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia.
  • 26. Termodinámica  la rama de la física que hace foco en el estudio de los vínculos existentes entre el calor y las demás variedades de energía. Analiza, por lo tanto, los efectos que poseen a nivel macroscópico las modificaciones de temperatura, presión, densidad, masa y volumen en cada sistema.
  • 27. Sistema Termodinámico  Es una disciplina científica cuyo objeto de estudio es el intercambio energético entre un cuerpo y el ambiente. En este contexto, podemos decir que un sistema termodinámico es un conjunto de cuerpos que es aislado del entorno para su estudio.
  • 28. Pared diatérmica  Un proceso diatérmico quiere decir que deja pasar el calor fácilmente.  Una interacción térmica es cualquier otro tipo de intercambio de energía. En este caso la pared se denomina diatérmica.
  • 29. Pared adiabática  En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema termodinámico (generalmente, influido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno.
  • 30. Equilibrio Térmico  El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones iniciales presentaban diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio término.
  • 31. Punto triple de una substancia  Un punto triple es un término químico que se refiere a la presión y la temperatura en las cuales una sustancia cambia entre las tres formas. Un diagrama de fases puede incluir la forma gaseosa, líquida y sólida de un compuesto; también puede incluir diferentes tipos de cristales que puede formar una sustancia. Las sustancias en el punto triple están presentes en tres formas.
  • 32. Energía interna  Más concretamente, es la suma de:  La energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de la energía potencial interna, que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades..
  • 33. Ley cero de la termodinámica  La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwell y llevada a ley por Fowler y dice:  “Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”.
  • 34. Primera ley de la termodinámica  La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.  Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.
  • 35. Segunda ley de la termodinámica  Es una de las leyes más importantes de la física; aún pudiéndose formular de muchas maneras todas llevan a la explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía. Este último concepto, cuando es tratado por otras ramas de la física, sobre todo por la mecánica estadística y la teoría de la información, queda ligado al grado de desorden de la materia y la energía de un sistema. Juntas y más ordenadas.
  • 36. Tercera ley de la termodinámica  Esta ley establece que es imposible conseguir el cero absoluto de la temperatura (0 grados Kelvin), cuyo valor es igual a - 273.15°C. Alcanzar el cero absoluto de la temperatura también seria una violación a la segunda ley de la termodinámica, puesto que esta expresa que en toda máquina térmica cíclica de calor, durante el proceso, siempre tienen lugar pérdidas de energía calorífica, afectando así su eficiencia, la cual nunca podrá llegar al 100% de su efectividad.
  • 37. Entropía  La entropía puede ser la magnitud física termodinámica que permite medir la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema. Esto quiere decir que dicha parte de la energía no puede usarse para producir un trabajo.
  • 38. Entalpia  El término entalpia es un término que se utiliza normalmente en el ámbito de la ciencia física y que sirve para designar a aquel fenómeno mediante el cual la magnitud termodinámica de un cuerpo o elemento es igual a la suma que resulta de su propia energía interna más el resultado de su volumen por la presión exterior.
  • 39. Maquina Térmica  Una máquina térmica es un dispositivo que realiza un trabajo mediante un proceso de paso de energía desde un foco caliente hasta un foco frio.  Las máquinas térmicas o motores térmicos aprovechan una fuente de energía para realizar un trabajo mecánico. La energía transferida como calor a la máquina no puede a su vez ser transferida íntegramente por esta como trabajo: una parte de la energía debe ser transferida como calor.
  • 40. Maquina de vapor  La historia de los primeros pasos de la máquina de vapor nos exige algunas aclaraciones previas sobre los principios en que está basada y en particular sobre la evolución de las ideas referentes a la presión atmosférica.
  • 41. Motor de relación  Esto evitará la detonación, que provoca pérdidas de energía, mal funcionamiento y rotura del motor. Los motores de serie actuales (de ciclo Otto) vienen con una relación de compresión entre 9:1 y 11:1. La fórmula matemática es la siguiente:  RC =VC+Vc / Vc RC = Relación de compresión VC = Volumen del cilindro Vc = Volumen de la cámara
  • 42. Eficiencia de la maquina térmica  Eficiencia de una maquina térmica  Se dice que la eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica,  (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - QlQh (Energía que cuesta) Qh 
  • 43. Degradación de la energía  Unas formas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.  Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía.