Introducción a la Termodinámica

Clase n° 2

Convenciones respecto al calor y trabajo

Convenciones respecto al calor y trabajo

Convenciones respecto al calor y trabajo

Si el sistema realiza trabajo o cede calor al exterior, ese valor debe llevar signo negativo

Convenciones respecto al calor y trabajo

Si el sistema realiza trabajo o cede calor al exterior, ese valor debe llevar signo negativo

Si sobre el sistema se realiza trabajo o capta calor desde el exterior, ese valor debe llevar signo positivo

Convenciones respecto al calor y trabajo

Si el sistema realiza trabajo o cede calor al exterior, ese valor debe llevar signo negativo

Si sobre el sistema se realiza trabajo o capta calor desde el exterior, ese valor debe llevar signo positivo

Principio de la conservación de la energía

Convenciones respecto al calor y trabajo

Si el sistema realiza trabajo o cede calor al exterior, ese valor debe llevar signo negativo

Si sobre el sistema se realiza trabajo o capta calor desde el exterior, ese valor debe llevar signo positivo

Principio de la conservación de la energía

La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma

La temperatura

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

Escalas Absoluta o Kelvin (°K)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

Escalas Absoluta o Kelvin (°K)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

Escalas Absoluta o Kelvin (°K)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

Escalas Absoluta o Kelvin (°K)

95

32FC

La temperatura

Es una manera indirecta de medir el calor

Escalas de Temperatura

Escala Celsius o Centígrada (°C)

Escala Fahrenheit (°F)

Escalas Absoluta o Kelvin (°K)

95

32FC

273CºKº

Unidad de calor

Unidad de calor

La caloría

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de agua

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)Es una relación entre el calor cedido o absorbido por un cuerpo y la variación de temperatura que se produce

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)Es una relación entre el calor cedido o absorbido por un cuerpo y la variación de temperatura que se produce

TQ

C

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)Es una relación entre el calor cedido o absorbido por un cuerpo y la variación de temperatura que se produce

TQ

C

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)Es una relación entre el calor cedido o absorbido por un cuerpo y la variación de temperatura que se produce

TQ

C

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºcal

Unidad de calor

La caloría

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de aguaCapacidad calórica (C)Es una relación entre el calor cedido o absorbido por un cuerpo y la variación de temperatura que se produce

TQ

C

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºcal

Cº

Kcaló

Calor específico (c)

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

mC

c

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

mC

c óTm

Qc

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

mC

c óTm

Qc

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

mC

c óTm

Qc

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

Cºkg

Kcalo

mC

c óTm

Qc

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Reordenando esta expresión, obtenemos

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

Cºkg

Kcalo

mC

c óTm

Qc

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Reordenando esta expresión, obtenemos

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

Cºkg

Kcalo

mC

c óTm

Qc

TmQ

c

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Reordenando esta expresión, obtenemos

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

Cºkg

Kcalo

mC

c óTm

Qc

TmQ

c

Calor específico (c)Es la relación entre la capacidad calórica y la masa de la sustancia

Reordenando esta expresión, obtenemos

Las unidades asociadas a esta cantidad son :

Cºgcal

Cºkg

Kcalo

mC

c óTm

Qc

TmQ

c

TcmQ

Nota : Si la masa de la sustancia se expresa en moles, c se denomina calor específico molar

Nota : Si la masa de la sustancia se expresa en moles, c se denomina calor específico molar

Miremos la siguiente tabla

Nota : Si la masa de la sustancia se expresa en moles, c se denomina calor específico molar

Miremos la siguiente tabla

Nota : Si la masa de la sustancia se expresa en moles, c se denomina calor específico molar

Calores específicosSustancia Cal/g°CAluminio 0.22

Cobre 0.093Hierro 0.113

Mercurio 0.033Plata 0.060Latón 0.094

Agua de mar 0.945Vidrio 0.199Arena 0.2Hielo 0.55Agua 1.00

Alcohol 0.58Lana de vidrio 0.00009

Aire 0.0000053

Miremos la siguiente tabla

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión :

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Reemplazamos en la expresión :

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Reemplazamos en la expresión :

)20140(22.0200Q

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Reemplazamos en la expresión :

)20140(22.0200Q

El resultado es:

Resolvamos el siguiente ejercicio :

Un bloque de aluminio, cuya masa es m = 200 g., absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 140°C. Calcular la cantidad de calor absorbido por el bloque.

Resolución :

Vamos a usar la expresión : TcmQ Los datos son :

M = 200 g

Ti = 20°C

Tf = 140°C

cAluminio = 0.22

Cºgcal

Reemplazamos en la expresión :

)20140(22.0200Q

El resultado es:

cal5280Q

Fijémonos en las unidades de cada dato:

Fijémonos en las unidades de cada dato:

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

cal

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

cal

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

cal

Fijémonos en las unidades de cada dato:

CºCºg

calgQ

Entonces, podemos simplicar unidades :

Al reemplazar los datos, las unidades quedan de la siguiente manera :

CºCºg

calgQ

cal

¡Cuidado con las unidades en los datos que usen!

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Principio de equilibrio térmico o ley cero de la Termodinámica

Establece que :

Si dos cuerpos en contacto, poseen diferentes valores de temperatura, el calor fluirá desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, hasta que ambos cuerpos alcancen una temperatura de equilibrio

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Permite calcular la temperatura de equilibrio, en un sistema como el que estamos estudiando

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Permite calcular la temperatura de equilibrio, en un sistema como el que estamos estudiando

La expresión matemática que usaremos se deriva de la relación :

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Permite calcular la temperatura de equilibrio, en un sistema como el que estamos estudiando

La expresión matemática que usaremos se deriva de la relación :

TcmQ

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Permite calcular la temperatura de equilibrio, en un sistema como el que estamos estudiando

La expresión matemática que usaremos se deriva de la relación :

TcmQ y es la siguiente….

Ley de Regnault ó Ley de las Mezclas

Permite calcular la temperatura de equilibrio, en un sistema como el que estamos estudiando

La expresión matemática que usaremos se deriva de la relación :

TcmQ y es la siguiente….

BBAA

BBBAAAeq mcmc

TmcTmcT

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Los datos son :

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Los datos son :

Magua = 200 g

Tagua = 120°Ccagua = 1.0

Cºgcal

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Los datos son :

Magua = 200 g

Tagua = 120°Ccagua = 1.0

Cºgcal

Mcobre = 50 g

Tcobre = 80°Cccobre = 0.093

Cºgcal

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Los datos son :

Magua = 200 g

Tagua = 120°Ccagua = 1.0

Cºgcal

Mcobre = 50 g

Tcobre = 80°Cccobre = 0.093

Cºgcal

Apliquemos la Ley de Regnault al siguiente ejercicio :Un trozo de cobre, cuya masa es de 50 g, se introduce en un recipiente que contiene 200 g de agua. Las temperatura iniciales del agua y del cobre son, respectivamente, 120°C y 80°C. Calcule la temperatura de equilibrio, asumiendo que el intercambio de calor es entre las sustancias mencionadas.(Busque en tabla, los valores de calor específico).Resolución :

Los datos son :

Magua = 200 g

Tagua = 120°Ccagua = 1.0

Cºgcal

Reemplazamos en la expresión de la Ley de Regnault :Mcobre = 50 g

Tcobre = 80°Cccobre = 0.093

Cºgcal

cobrecobreAguaAgua

cobrecobrecobreAguaAguaAguaeq mcmc

TmcTmcT

cobrecobreAguaAgua

cobrecobrecobreAguaAguaAguaeq mcmc

TmcTmcT

50093.02000.18050093.01202000.1

Teq

cobrecobreAguaAgua

cobrecobrecobreAguaAguaAguaeq mcmc

TmcTmcT

50093.02000.18050093.01202000.1

Teq

El resultado es :

cobrecobreAguaAgua

cobrecobrecobreAguaAguaAguaeq mcmc

TmcTmcT

50093.02000.18050093.01202000.1

Teq

El resultado es :

Cº1.119Teq