Primera Parte
Segunda Parte
Tercera Parte
Cuarta Parte
Quinta parte
Sexta Parte
lunes, 5 de abril de 2010
viernes, 12 de marzo de 2010
2do resumen (parcial 3)
La Primera Ley de la Termodinámica o Primer Principio de la Termodinámica se postula a partir del siguiente hecho experimental:
En un sistema cerrado adiabático que evoluciona de un estado inicial A a otro estado final B, el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido.
Este enunciado supone formalmente definido el concepto de trabajo termodinámico, y sabido que los sistemas termodinámicos sólo pueden interaccionar de tres formas diferentes (interacción material, interacción en forma de trabajo e interacción térmica). En general, el trabajo es una magnitud física que no es una variable de estado del sistema, dado que depende del proceso seguido por dicho sistema. Este hecho experimental, por el contrario, muestra que para los sistemas cerrados adiabáticos, el trabajo no va a depender del proceso, sino tan solo de los estados inicial y final. En consecuencia, podrá ser identificado con la variación de una nueva variable de estado de dichos sistemas, definida como Energía.
Se define entonces la EnergíaU, ,como una variable de estado cuya variación en un proceso adiabático es el trabajo intercambiado por el sistema con su entorno:
deltaU=+W
Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q (calor) como:
Q=deltaU-W
Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:
deltaU=Q+W
donde:
deltaU= es la variación de energía del sistema,
Q= es el calor intercambiado por el sistema, y
W=es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.
En un sistema cerrado adiabático que evoluciona de un estado inicial A a otro estado final B, el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido.
Este enunciado supone formalmente definido el concepto de trabajo termodinámico, y sabido que los sistemas termodinámicos sólo pueden interaccionar de tres formas diferentes (interacción material, interacción en forma de trabajo e interacción térmica). En general, el trabajo es una magnitud física que no es una variable de estado del sistema, dado que depende del proceso seguido por dicho sistema. Este hecho experimental, por el contrario, muestra que para los sistemas cerrados adiabáticos, el trabajo no va a depender del proceso, sino tan solo de los estados inicial y final. En consecuencia, podrá ser identificado con la variación de una nueva variable de estado de dichos sistemas, definida como Energía.
Se define entonces la EnergíaU, ,como una variable de estado cuya variación en un proceso adiabático es el trabajo intercambiado por el sistema con su entorno:
deltaU=+W
Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada Q (calor) como:
Q=deltaU-W
Esta definición suele identificarse con la ley de la conservación de la energía y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Es por ello que la ley de la conservación de la energía se utilice, fundamentalmente por simplicidad, como uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema cerrado:
deltaU=Q+W
donde:
deltaU= es la variación de energía del sistema,
Q= es el calor intercambiado por el sistema, y
W=es el trabajo intercambiado por el sistema a sus alrededores.
viernes, 5 de marzo de 2010
1er resumen (tercer parcial)
CANTIDAD DE CALOR Y PROPIEDADES
TERMICAS DE LA MATERIA
¿Que es Calor?
Es el nombre de una de las formas que puede adoptar la energía. Hasta el siglo 19 se consideraba que el calor era un material sin peso. De acuerdo con la concepción actual, el calor es la Energía Cinética de las partículas atómicas.
Cantidad de Calor y medida:
Si se agita un recipiente con agua, se puede comprobar con un termómetro muy sensible, que se produce un aumento de temperatura. Este cambio se interpreta como un aumento de la energía Cinética de las moléculas a causa de su mayor agitación. Se ha hecho un trabajo sobre el sistema que incide en el aumento de energía interna haciendo que las moléculas se muevan con mayor rapidez, lo cual se traduce en una mayor temperatura del sistema.
Si se agita un recipiente con agua, se puede comprobar con un termómetro muy sensible, que se produce un aumento de temperatura. Este cambio se interpreta como un aumento de la energía Cinética de las moléculas a causa de su mayor agitación. Se ha hecho un trabajo sobre el sistema que incide en el aumento de energía interna haciendo que las moléculas se muevan con mayor rapidez, lo cual se traduce en una mayor temperatura del sistema.
Calor Especifico:
Es la energía térmica necesaria pera efectuar el cambio de fase de una sustancia, a temperatura constante. Cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de la sustancia para elevar su temperatura en un grado. Se definen calores específicos a presión constante y a volumen constante, representados ambos por Cp y Cv, dependientes ambos de la temperatura.
Es la energía térmica necesaria pera efectuar el cambio de fase de una sustancia, a temperatura constante. Cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de la sustancia para elevar su temperatura en un grado. Se definen calores específicos a presión constante y a volumen constante, representados ambos por Cp y Cv, dependientes ambos de la temperatura.
Gases Ideales:
El Gas Ideal, es aquel que cumple estrictamente con las leyes enunciadas por Boyle, Charles; etc. y el principio de Avogadro.
El Gas Ideal, es aquel que cumple estrictamente con las leyes enunciadas por Boyle, Charles; etc. y el principio de Avogadro.
En un intento de comprender porque la relación PV / T, es constante para todos los gases, los científicos crear un modelo de Gas Ideal. los supuestos relativos a este son los siguientes:
-Todas las moléculas del gas ideal, tienen las mismas masas y se mueven al azar.
-Las moléculas son muy pequeñas y la distancia entre las mismas es muy grande.
-Entre las moléculas, no actúa ninguna fuerza, y en el único caso en que se influyen unas a otras es cuando chocan.
-Cuando una molécula choca con la pared del continente o con otra molécula, no hay perdida de energía cinética.
-La fuerza gravitatoria, que ejerce la tierra sobre las moléculas, se considera despreciable por lo que a su efecto sobre el movimiento de las moléculas se refiere.
-Las moléculas se mueven a tal velocidad que chocan con la pared del continente o entre sí antes de que la gravedad pueda influir de modo apreciable en su movimiento.
Ley General de los Gases:
En las leyes estudiadas hasta el momento, intervienen siempre dos variables y una constante. Esta ley enseña la manera como se comporta un gas ideal bajo cualquier condición de volumen, temperatura y presión. esta ley es la combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, expresándose de la siguiente manera:
V1 P1 = V2 P2
T1 T2
En las leyes estudiadas hasta el momento, intervienen siempre dos variables y una constante. Esta ley enseña la manera como se comporta un gas ideal bajo cualquier condición de volumen, temperatura y presión. esta ley es la combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, expresándose de la siguiente manera:
V1 P1 = V2 P2
T1 T2
Ley del Gas Ideal:
Son entonces cuatro las variables que determinan el estado de un gas:
“V, n, P, T”. El volumen esta condicionado por las otras tres variables. Si se reúnen las leyes de Boyle, Charles y Avogadro en una sola, se obtiene:
V = R 1 (T)(n), entonces reagrupando PV = nRT.
p
La constante R es la constante universal de los gases y es igual a:
0,082 litros. atm/mol.k y es independiente de la naturaleza del gas.
lunes, 1 de marzo de 2010
viernes, 19 de febrero de 2010
Resumen 2 (parcial 2)
En esta semana vimos lo que es Calor Latente, y aquí hay una información acerca de este tema:
Calor latente de fusión o calor de cambio de estado, es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía.
Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0°C(temperatura de cambio de estado), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100°C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.Esta cualidad se utiliza en la cocina, en refrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo.
Calor latente de algunas sustancias: El agua tiene calor latente de vaporización más alto ya que, para romper los puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas, es necesario suministrar mucha energía y el segundo más alto de fusión. Y el amoniaco al revés.
Agua: de fusión: 333,9 kJ/kg (79,9 kcal/kg); de vaporización: 2253 kJ/kg (539 kcal/kg).
Amoníaco: de fusión: 180 kcal/kg; de vaporización: 1369 kJ/kg (327 kcal/kg).
Una de las ventajas del elevado calor de vaporización del agua es que permite a determinados organismos disminuir su temperatura corporal. Esta refrigeración es debida a que, para evaporarse, el agua de la piel (por ejemplo, el sudor) absorbe energía en forma de calor del cuerpo, lo que hace disminuir la temperatura superficial.
Calor latente de fusión o calor de cambio de estado, es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía.
Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0°C(temperatura de cambio de estado), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100°C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.Esta cualidad se utiliza en la cocina, en refrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo.
Calor latente de algunas sustancias: El agua tiene calor latente de vaporización más alto ya que, para romper los puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas, es necesario suministrar mucha energía y el segundo más alto de fusión. Y el amoniaco al revés.
Agua: de fusión: 333,9 kJ/kg (79,9 kcal/kg); de vaporización: 2253 kJ/kg (539 kcal/kg).
Amoníaco: de fusión: 180 kcal/kg; de vaporización: 1369 kJ/kg (327 kcal/kg).
Una de las ventajas del elevado calor de vaporización del agua es que permite a determinados organismos disminuir su temperatura corporal. Esta refrigeración es debida a que, para evaporarse, el agua de la piel (por ejemplo, el sudor) absorbe energía en forma de calor del cuerpo, lo que hace disminuir la temperatura superficial.
viernes, 12 de febrero de 2010
Resumenes (parcial 2)
-Termómetros de gas y la escala Kelvin
Cualquier escala de temperatura siemprem depende de las propiedades específicas del material empleado.
El principio de un termómetro de gas muestra que la presión de un gas a volumen constante aumenta con la temperatura. Una cantidad de gas se coloca en un recipiente de volumen constante y se mide su presión con uno de los dispositivos. Para calibrar el termómetro, medimos la presión a dos temperaturas, graficamos esos puntos y trazamos una línea recta entre ellos.
Las unidades Kelvin tienen el mismo tamaño que las de la escala Celsius, pero el cero se desplaza de modo que 0 K= -273.15° y 273.15K= 0°C; es decir
Tk= Tc + 273.15
Esta escala tiene dos puntos fijos, los puntos de congelación y ebullicón normales del agua, pero podemos definir la escala Kelvin usando un termómetro de gas con sólo una temperatura de referencia.
La presión p es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.
Ha sido comprobado que termómetros de diversos gases a baja presión coinciden con gran presión, pero son grandes y voluminosos, y tardan mucho en llegar al equilibrio térmico; se usan para establecer estándares de alta presión y calibrar otros termómetros.
-Lo visto en clase
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico.
La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius (antes llamada centígrada); y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.
El calor es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor temperatura. La energía térmica puede ser generada por reacciones químicas (como en la combustión), reacciones nucleares (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.
El calor siempre se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas y el flujo de calor siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
El calor puede ser transferido por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
Cualquier escala de temperatura siemprem depende de las propiedades específicas del material empleado.
El principio de un termómetro de gas muestra que la presión de un gas a volumen constante aumenta con la temperatura. Una cantidad de gas se coloca en un recipiente de volumen constante y se mide su presión con uno de los dispositivos. Para calibrar el termómetro, medimos la presión a dos temperaturas, graficamos esos puntos y trazamos una línea recta entre ellos.
Las unidades Kelvin tienen el mismo tamaño que las de la escala Celsius, pero el cero se desplaza de modo que 0 K= -273.15° y 273.15K= 0°C; es decir
Tk= Tc + 273.15
Esta escala tiene dos puntos fijos, los puntos de congelación y ebullicón normales del agua, pero podemos definir la escala Kelvin usando un termómetro de gas con sólo una temperatura de referencia.
La presión p es directamente proporcional a la temperatura Kelvin.
Ha sido comprobado que termómetros de diversos gases a baja presión coinciden con gran presión, pero son grandes y voluminosos, y tardan mucho en llegar al equilibrio térmico; se usan para establecer estándares de alta presión y calibrar otros termómetros.
-Lo visto en clase
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico.
La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius (antes llamada centígrada); y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.
El calor es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor temperatura. La energía térmica puede ser generada por reacciones químicas (como en la combustión), reacciones nucleares (como en la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno que tienen lugar en el interior del Sol), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, según el cual dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre.
El calor siempre se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas y el flujo de calor siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
El calor puede ser transferido por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
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