LA TEMPERATUR

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LA TEMPERATURA Y SU MEDICIÓN

La temperatura: es una magnitud que indica el grado de agitación de las moléculas de una sustancia; se asocia con la energía cinética promedio de las moléculas.

El concepto de temperatura es fundamental en el estudio del calor que a su vez se relaciona con el ESTADO TERMICO. Existen diversos estados térmicos, muy fríos, tibios, caliente, muy caliente.

EQUILIBRIO TÉRMICO

En la definición de calor, dice que el cuerpos transferirá energía hasta que estén a la misma temperatura. A esto se le llama equilibrio térmico.

Dos sistemas en diferentes estados térmicos, aislados del ambiente, puestos en contacto, alcanzan finalmente el estado de equilibrio térmico entre ellos.

TEMPERATURA

• Es la magnitud física que describe cuantitativamente el estado térmico de los sistemas.

• ¿Cómo definir un instrumento que permita asignar, independiente del observador, valores numéricos a los distintos estados térmicos de los cuerpos…

• Se utiliza como instrumento el “termómetro” y la escala termométrica, que asocia valores distintos y único a cada estado térmico.

PARA IR DEFINIENDO TÉRMINOS PROPONEMOS LO SIGUIENTE:

• Hacer una lista de aparatos (a lo menos 10) de artefactos relacionados con la temperatura. Clasificándolos de mayor a menor.

Por ejemplo : Congelador del refrigerador, ampolleta, hornos de cocina a gas o eléctrico, plancha de ropa, secador, interior de un televisor, fuego de la parrilla, calefactor de un hervidor, agua caliente del calefón, agua que empieza a hervir.

DIFERENTES ESCALAS DE TEMPERATURA: LAS ESCALAS TERMOMÉTRICAS.

• Se han definido escalas de temperatura por diferentes criterios, las escalas más utilizadas son las de Celsius, la de Kelvin y Fahrenheit.

• La escala más usada es la Celsius, en donde se asigna el cero a la temperatura que se congela el agua y el 100 a la Tº a la cual hierve el agua.

• El intervalo entre el punto de congelación y ebullición del agua, se divide en 100 partes iguales, llamadas grados. La unidad se llama grado Celsius o grado centígrado ºC.

ESCALA FAHRENHEIT Y KELVIN

• La escala Fahrenheit es de uso común en Estados Unidos, donde el numero 32 es la temperatura de congelación del agua y el numero 212 s la temperatura de ebullición del agua.

• Escala Kelvin: empleada como unidad oficial en el sistema internacional de medida y es e uso científico. Sus grados son del mismo tamaño que los ºC, llamados ºK.

ESCALA KELVIN

El número 0 se asignan a la temperatura más baja posible: Cero Absoluto. A esta temperatura las sustancias ya no tienen energía cinética que ceder. Y este corresponde en la escala Celsius a -273ºC.

Formula para pasar de ºC a ºK

T(K) = T(ºC) + 273,15

ACTIVIDAD, CONVERSIÓN DE ESCALAS DE TEMPERATURA.

Sistema Temperatura (K)

Temperatura (ºC)

Filamento de una ampolleta común

2500

Record de la Tº más alta (Libia) 58

Record de la Tº más baja (Antártica)

-89

Tº media del cuerpo humano

Cero absoluto 0,00

Tº media de la superficie de la tierra

15

Tº media del universo 2,7

Tº media de la superficie de Venus

460

TEMPERATURA Y MODELO CINÉTICO MOLECULAR DE LA MATERIA.

La materia se compone de muchas moléculas, estas moléculas están en constante movimiento, o sea, chocan unas contra otras.

Los fenómenos térmicos tiene su origen en la estructura atómica de la materia, en el caso del agua, debido a estos cambios en la estructura de la molécula de agua, hay cambios de fase.

SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASEOSOS

Sólidos: Las partículas al estar muy juntas, oscilan en su posición de equilibrio.

Líquidos: Su estructura interna es mas complicada que en los sólidos, porque las moléculas tienen variados movimientos.

Gases: Las partículas se encuentran tan alejadas que casi no actúan entre sí. Estas moléculas se mueven por si solas.

DILATACIÓN DE LA MATERIA. Cuando la temperatura de una sustancia

aumenta, sus moléculas se agitan más aprisa y normalmente tienden a separarse, esto da resultado a la dilatación térmica.

En general para presiones y cambios de temperatura comparables los gases se expanden y se contraen muchos más que los líquidos o los sólidos.

En la construcción de puentes o de carreteras los ingenieros calculan cuanto se puede dilatar la estructura a consecuencia de la dilatación del material y dejan pequeños espacios para evitar daños y grietas.

ANOMALÍA DEL AGUA, CASO ESPECIAL DE DILATACIÓN.

• En general los líquidos aumentan de volumen cuando aumenta la temperatura. El agua no se comporta como los demás materiales.

• Cuando la Tº del agua aumenta desde 0ºC a 4ºC, su volumen disminuye y su densidad aumenta.

• Una vez que la ºT Aumenta el volumen, por esto el agua de un lago empieza a congelarse desde arriba, así llega a 0ºC y solo se congela la parte de arriba, abajo se mantienen los 4ºC y permite que la fauna acuática sobreviva en aguas congeladas.

TALLER, CALOR, TEMPERATURA Y MATERIALES 1. Dos objetos que tienen diferentes temperaturas

se ponen en contacto. ¿en que sentido fluye el calor?

2. ¿a que temperatura el agua alcanza su mayor densidad?

3. ¿Por qué flota en el agua un cubito de hielo?4. ¿qué es más grande un grado Celsius o un

grado Kelvin?5. ¿Para que se utilizan los termómetros?6. ¿Cuál es la temperatura más baja que se puede

lograr?7. ¿Cuáles son los puntos fijos en la escala Celsius? 8. ¿Por qué en un lago, se congela desde la

superficie hacia abajo? 9. ¿Por qué las veredas de concreto se construyen

en secciones, con separaciones entre ellas?

RESUMIENDO La temperatura es una magnitud que indica el grado

de agitación de las moléculas de una sustancia, se asocia con la energía cinética de las moléculas.

Dos cuerpos están en equilibrio entre si cuando tienen la misma temperatura.

El termómetro es un instrumento que permite medir la temperatura de un cuerpo.

Entre dos cuerpos en contacto cuyas temperaturas son diferentes, se trasmite el calor desde el que tiene mayor temperatura al de menor temperatura.

La materia tiene a dilatarse cuando se calienta y a contraerse cuando se enfría.

El agua presenta un comportamiento poco común, debido a a que se contrae al subir Tº de 0ºC a 4ºC y su forma solidad el hielo es menos denso que el estado liquido.

AHORA VEREMOS … CALOR Y ENERGIA

calor

El CALOR siempre fluye de los cuerpos de mása los cuerpos de menos TEMPERATURA.

calor

La cantidad necesaria de CALOR para subir la temperatura de 1 gramo de agua en 1ºC (de 14,5º a 15,5ºC, a presión atmosférica).

Una CALORÍA es....

calor

calor

Medición del calor

¿Algunos ejemplos?

Propagación del calor

¿CÓMO SE PROPAGA EL CALOR

Entregamos o quitamos CALOR poniendo en contacto dos o más elementos.

¿Algunos ejemplos?

Propagación del calor

Conducción

Propagación del calorConvección

Propagación del calorRadiación

Calor y color

Calor y color

Calor y color

Cambios de estados

Cambios de estados