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Termodinamica.

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Sheila Marie De Oleo

on 14 April 2016

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Transcript of Termodinamica.

Termodinámica.
"Temperatura"
Termodinámica.
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor.

Expansión o
Dilatación Térmica.

Se denomina dilatación al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio
¿Que es la Termodinámica?
La termodinámica es la rama de la física encargada del estudio de la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.
¿Cómo surgió la termodinámica?
La termodinámica surge de los procedimientos empíricos que llevaron a la construcción de elementos que terminaron siendo muy útiles para el desarrollo de la vida del hombre. El origen fue sin lugar a dudas la curiosidad que despertara el movimiento producido por la energía del vapor de agua.

Historia de la Termodinámica.

Max
Planck.
Kamerlingh
Onnes.
Sadi
Carnot.
James Prescott Joule
Esquema del dispositivo utilizado por Joule para la determinación del equivalente mecánico del calor.
Escalas
de la Temperatura.
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura,
la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvin de
uso científico.
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.
Aqui estan presentes las
tranferencias de calor.
El
Termómetro
Termómetro de gas.
Termómetro.
El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor del termómetro.

El termómetro es un instrumento de medición de la temperatura que usa el principio de la dilatación
¿Por qué se dilatan las sustancias con la temperatura?
El proceso contrario lleva el nombre de contracción térmica.
 La expansión/contracción térmica es medida por el dilatómetro.
El Dilatómetro.
Tipos de Expansión o Dilatación Térmica.
Expansión o Dilatación Volumétrica (B): Es el que se mide experimentalmente comparando el valor del volumen total de un cuerpo antes y después de cierto cambio de temperatura
En un sólido las dimensiones son tres, pero si predomina sólo el largo sobre el ancho y el espesor o altura, como ser una varilla o un alambre, al exponerse a la acción del calor habrá un incremento en la longitud y no así en el ancho y espesor llamada dilatación lineal.

Expansión o Dilatación Lineal (a): Es el cociente entre la variación de longitud ( L) de un medio físico y el producto de su longitud inicial (Li) por la variación de la temperatura( T)
El coeficiente de dilatación en la cotidianidad.
Hoy en día, la ingeniería así como las demás profesiones y ciencias han avanzado y, esta que es la encargada de la construcción de puentes y han decidido que ahora deben ser de acero, y en cada extremo se han dejado espacios para que a la acción del calor y el aumento de la temperatura, la estructura del acero tenga hacia donde dilatarse (expandirse).
Solidos.

La Dilatación volumétrica o Cubica en los sólidos. Es el aumento de volumen que experimentan los sólidos cuando aumenta su temperatura. Sucede cuando sufre un aumento en sus tres dimensiones.

Vo = Volumen Inicial del sólido 
T = Aumento de temperatura  Y= 3a
Y= Coeficiente de dilatación 
Líquidos.
Dilatación térmica del Agua.
Dilatación de Área, es Cuando un área o superficie se dilata, lo hace incrementando sus dimensiones en la misma proporción.
Cantidad de calor.
¿Que es el calor ?
El calor es la energía cinética de las partículas atómicas,es una forma de energía almacenada en los cuerpos,que es función del estado de vibración de sus moléculas y del tipo de estructura que lo forman.
Medición de la cantidad de Calor.
La calorimetría es la rama de la termodinámica que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor.
El calor Especifico.
Se puede definir como la cantidad de calor requerida por
la unidad de masa de una sustancia para variar su temperatura en 1° C el calor especifico, se expresa en unidades de energía como: Joule (j), kilocaloría (Kcal), caloría (cal), entre otras.
La Formula de Cantidad de Calor.
Calor Latente.

El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido o de líquido a gaseoso.
Cambios de fase.

Usamos el término fase para describir un estado
específico de la materia, como sólido,líquido o gas. El compuesto H2O
existe en la fase sólida como hielo, en la fase líquida como agua y en la
fase gaseosa como vapor de agua.

Mecanismos
de transferencia de calor
Hemos hablado de: conductores y aislantes que son,respectivamente,
los materiales que permiten o impiden la transferencia de calor entre cuerpos. Los tres mecanismos de transferencia de calor son conducción, convección y radiación.

Conducción.
Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética .
Convección.
La convección es transferencia de calor por movimiento de una masa de fluido de una región del espacio a otra. Si el fluido circula impulsado por un ventilador es convección forzada; si el es por expansión térmica es convección natural.

Radiación.

La radiación es la transferencia de calor por ondas electromagnéticas como la luz visible,
el infrarrojo y la radiación ultravioleta.

Entropía (S).
Se entiende por entropía a un tipo
de magnitud física que calcula aquella energía que existe en un
determinado objeto o elemento pero que no es útil para realizar un
trabajo o esfuerzo.
Entalpía (H).
Es una magnitud termodinámica, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema
termodinámico.
Leyes
de la
Termodinámica.
Ley cero.
Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Si
se pone un objeto con cierta temperatura en contacto con otro a una temperatura distinta, ambos intercambian calor hasta que sus temperaturas se igualan.
Primera Ley de la Termodinámica.
También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824.
Segunda ley de la Termodinámica.

Este principio marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario. Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
El principio
de Carnot.
Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas.
Procesos Termodinámicos.
Procesos isotérmicos
: son procesos en los que la temperatura no cambia.
Procesos isobáricos:
son procesos en los cuales la presión no varía.
Procesos isócoros:
son procesos en los que el volumen permanece constante.
Procesos adiabáticos:
son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.
Procesos diatérmicos:
son procesos que dejan pasar el calor fácilmente.
Ejercicio.
El efecto de la dilatación en los líquidos es más evidente que en los sólidos porque , sus moléculas están con más libertad para moverse, el volumen que ocupa cada una aumenta más fácilmente con la temperatura, por lo que también lo hace el volumen del líquido en su conjunto.
Cuando un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse. Es por ello que el cuerpo necesita aumentar su volumen.
Gases.
El efecto de la dilatación en los gases es el más evidente de todos. Los gases varían de forma clara su volumen tanto con la temperatura como con la presión debido a que las fuerzas de cohesión entre las partículas son más débiles que en los casos anteriores.

Vaporización Líquido a gas
Fusión Sólido a líquido
Solidificación Líquido a sólido
Sublimación Sólido a gas
Condensación Gas a líquido

Tercera ley termodinámica.

Más adecuadamente Postulado de Nernst afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. Sucintamente, puede definirse como: al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema físico se detiene y al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.

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