La Energía

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Observar experimentos http://fisicaept.blogspot.com/p/aprendo- experimentando.html La energía 1. Concepto de energía El hombre, desde su existencia, ha necesitado la energía para sobrevivir. Pero… ¿qué es? ¿Por qué tiene tanta importancia la energía? ¿Por qué es importante el ahorro energético? La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, la energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas. La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el Joule (J). 2. Tipos de energía La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar. Encontramos los siguientes tipos de energía: Energía mecánica La energía mecánica relacionada con la posición y el movimiento del cuerpo, y que se divide en estas dos formas: Energía cinética, que se manifiesta cuando los cuerpos se mueven. Es decir, es la energía asociada a la velocidad de cada cuerpo. Se calcula con la fórmula: o E c = ½ m • v 2 o Donde m es la masa (Kg), v la velocidad (m/s) y E c la energía cinética (J=Kg·m 2 /s 2 ) Energía potencial, que hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es: o E p = m • g • h o Donde m es la masa (Kg), g la gravedad de la Tierra (9,81 m/s 2 ), h= la altura (m) y E p la energía potencial (J=Kg·m 2 /s 2 ). La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo. Su fórmula es: E m = E p + E c Donde E m es la energía mecánica (J), E p la energía potencial (J) y E c la energía cinética (J).

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Energia, trabajo y potencia

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Observar experimentos http://fisicaept.blogspot.com/p/aprendo-experimentando.htmlLa energa1. Concepto de energaEl hombre, desde su existencia, ha necesitado la energa para sobrevivir. Pero qu es? Por qu tiene tanta importancia la energa? Por qu es importante el ahorro energtico?La energa es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, la energa es la capacidad de hacer funcionar las cosas.La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energa es el Joule (J).2. Tipos de energaLa energa se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo as diferentes denominaciones segn las acciones y los cambios que puede provocar.Encontramos los siguientes tipos de energa:Energa mecnicaLa energamecnicarelacionada con la posicin y el movimiento del cuerpo, y que se divide en estas dos formas: Energa cintica, que se manifiesta cuando los cuerpos se mueven. Es decir, es la energa asociada a la velocidad de cada cuerpo. Se calcula con la frmula: E c= m v 2 Donde m es la masa (Kg), v la velocidad (m/s) y E c la energa cintica (J=Kgm 2 /s 2 ) Energa potencial, que hace referencia a la posicin que ocupa una masa en el espacio. Su frmula es: E p= m g h Donde m es la masa (Kg), g la gravedad de la Tierra (9,81 m/s 2 ), h= la altura (m) y E p la energa potencial (J=Kgm 2 /s 2 ).La energa mecnica es la suma de la energa cintica y la energa potencial de un cuerpo. Su frmula es: E m = E p + E c Donde E m es la energa mecnica (J), E p la energa potencial (J) y E c la energa cintica (J).Energa internaLa energa internase manifiesta a partir de la temperatura. Cuanto ms caliente est un cuerpo, ms energa tendr.Energa elctricaLa energa elctricaest relacionada con la corriente elctrica. Es decir, en un circuito en el que cada extremo tiene una diferencia de potencial diferente.Energa trmicaSe asocia con la cantidad de energa que pasa de un cuerpo caliente a otro ms fro manifestndose mediante el calor.Energa electromagnticaEsta energase atribuye a la presencia de un campo electromagntico.Las radiaciones que provoca el Sol son un ejemplo de ondas electromagnticas que se manifiestan en forma de luz, radiacin infrarroja u ondas de radio.Energa qumicaLa energa qumica se manifiesta en determinadas reacciones qumicas.La energa nuclearsta se produce cuando los ncleos de los tomos se rompen (fisin) o se unen (fusin).3. Propiedades de la energaLa energa tiene 4 propiedades bsicas: Se transforma. La energa no se crea, sino que se transforma, siendo durante esta transformacin cuando se ponen de manifiesto las diferentes formas de energa. Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformacin energtica nunca puede haber ms o menos energa que la que haba al principio, siempre se mantiene. La energa no se destruye. Se transfiere. La energa pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo. Se degrada. Solo una parte de la energa transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecnicas no deseadas).4. Transferencia de energaHay tres formas de transferir energa de un cuerpo a otro:TrabajoCuando se realiza un trabajo se pasa energa a un cuerpo que cambia de una posicin a otra.Por ejemplo, si en casa desplazamos una caja, estamos realizando un trabajo para que su posicin vare.OndasLas ondas son la propagacin de perturbaciones de ciertas caractersticas, como el campo elctrico, el magnetismo o la presin, y que se propagan a travs delespacio transmitiendo energa.CalorEs un tipo de energa que se manifiesta cuando se transfiere energa de un cuerpo caliente a otro cuerpo ms fro. Sin embargo, no siempre viaja de la misma manera, existiendo tres formas diferentes de transferencia energtica: Conduccin: cuando se calienta un extremo de un material, sus partculas vibran y chocan con las partculas vecinas, transmitindoles parte de su energa. Radiacin: el calor se propaga a travs de ondas de radiacin infrarroja (ondas que se propagan a travs del vaco y a la velocidad de la luz). Conveccin: que es propia de fluidos (lquidos o gaseosos) en movimiento.A tu disposicin tienes un juego que te ayuda a entender la transferencia de energade la manera ms sencilla posible.

Definicin de energaEn el latn es donde nos encontramos el origen etimolgico de la palabra energa. Ms exactamente lo hayamos en el trmino energa, el cual a su vez, segn se ha determinado, procede de la palabra griega .

El concepto de energa est relacionado con la capacidad de generar movimiento o lograr la transformacin de algo. En el mbito econmico y tecnolgico, la energa hace referencia a un recurso natural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo.Por ejemplo: El pas tiene serios problemas de energa por la falta de inversiones, Gmez es un jugador de mucha energa, capaz de cambiarle la fisonoma al equipo, En la ltima semana, ya se ha cortado la energa tres veces.Para la fsica, la energa es una magnitud abstracta que est ligada al estado dinmico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. Se trata de una abstraccin que se le asigna al estado de un sistema fsico. Debido a diversas propiedades (composicin qumica, masa, temperatura, etc.), todos los cuerpos poseen energa.Un campo este, el de la fsica, que nos lleva a determinar que en el mismo se produce la mencin a diversos tipos de energa. En concreto, tendremos que hacer frente a dos: la cuntica y la clsica.Pueden detallarse diversos tipos de energa segn el campo de estudio. La energa mecnica, por ejemplo, es la combinacin de la energa cintica (que genera a partir del movimiento) y la energa potencial (vinculada a la posicin de un cuerpo dentro de un campo de fuerzas).Entendida como un recurso natural, la energa no es un bien por s misma, sino que es que un bien calificado como intermedio, ya que posibilita la satisfaccin de ciertas necesidades cuando se produce un bien o se oferta un servicio.La energa tambin puede clasificarse segn fuente. Se llama energa no renovable a aquella que proviene de fuentes agotables, como la procedente del petrleo, el carbn o el gas natural. En cambio, la energa renovable es virtualmente infinita, como la elica (generada por la accin del viento) y la solar.Hoy da precisamente, ante la concienciacin que, poco a poco, est tomando la sociedad de lo imprescindible que es que acometamos la proteccin del medioambiente, se est produciendo un gran auge de las mencionadas energas renovables. Y es que la utilizacin de ellas contribuye a que dejemos de explotar otras fuentes que contaminan, que perjudican enormemente al entorno natural y como consecuencia tambin a nosotros y a nuestro propio bienestar.La base del uso de estas mencionadas renovables es que se opta por una energa que aprovecha fuentes naturales inagotables, como sera el caso de la luz del Sol. De la misma forma apuesta tambin por una energa que es capaz de regenerarse de modo natural y que, por tanto, no causa ningn dao al medio natural. As, por ejemplo, en cada vez ms hogares se est llevando a cabo la instalacin de placas solares con las que se recoge esa luz que desprende el astro Rey y la misma se aprovecha para iluminar cualquier estancia de la vivienda con lo que se disminuye de manera considerable el empleo de la energa elctrica.La explotacin econmica o industrial de la energa comprende diversos procesos, que varan de acuerdo a la fuente empleada. Puede mencionarse, por ejemplo, la extraccin de la materia prima (como el petrleo que se obtiene de los pozos), su procesamiento (en el caso del petrleo, su refinamiento) y su transformacin en energa (por combustin, etc.).

Lee todo en: Definicin de energa - Qu es, Significado y Concepto http://definicion.de/energia/#ixzz3cZkpmWAYDefinicin de potenciaA la hora de definir el trmino que nos ocupa lo primero que tenemos que hacer es determinar su origen etimolgico. En concreto para encontrarlo tenemos que marcharnos al latn pues all reside, ms concretamente se sita en la palabra potenta.

La potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energa dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concrecin de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energa total dividida por el tiempo.Se puede indicar que la potencia es la fuerza, el poder o la capacidad para conseguir algo. Por ejemplo: Batistuta era un delantero con mucha potencia que siempre marcaba goles, El nuevo disco de la banda sueca muestra la potencia de su nuevo baterista, Creo que si golpeaba el baln con ms potencia, hubiera conseguido otro punto.En este sentido, merece subrayarse que en muchas ocasiones, y de modo especial dentro de lo que es la Historia, se habla de ciertas naciones o pases como potencia mundial. Con dicha expresin lo que quiere manifestarse es que aquellas en cuestin eran o son muy poderosas y destacan por la influencia notable que ejercen en el resto del planeta.De esta manera, una frase que podra explicar ello es la siguiente: Estados Unidos es una potencia mundial en este momento pero en el pasado han existido otras mucho ms poderosas que ella tales como Alemania, Francia o Espaa.Una acepcin la que estamos determinando que tambin nos lleva a dejar constancia de una expresin que existe en este campo poltico e histrico. Nos estamos refiriendo a de potencia a potencia. Con dicha locucin adverbial lo que se intenta expresar es que dos estados o pases se han tratado de igual a igual, es decir, sin que uno se establezca como superior o por encima del otro.Se conoce como potencia mecnica al trabajo que realiza un individuo o una mquina en un cierto periodo de tiempo. Es decir que se trata de la potencia que se transmite a travs del accionar de una fuerza fsica de contacto o de algunos elementos mecnicos relacionados, como un engranaje o un juego de palancas.Otro tipo de potencia que puede mencionarse es la potencia elctrica, que es el resultado de multiplicar la diferencia de potencial entre los extremos de una carga y la corriente que circula all.Tambin podemos hacer referencia a la potencia del sonido, que se calcula en funcin de la intensidad y la superficie, y a la potencia de un punto.En cuanto a las unidades de potencia, pueden reconocerse cuatro grandes sistemas. El sistema internacional de unidades, cuya unidad ms frecuente es el vatio o watt y sus mltiplos (kilovatio, megavatio, etc.), aunque tambin puede utilizar combinaciones equivalentes como el volt ampere; el sistema ingls, que mide por caballo de fuerza mtrico; el tcnico de unidades, que se basa en la calora internacional por segundo; y el cegesimal, que calcula ergio por segundo.Asimismo tampoco podemos olvidar que en el mbito de las Matemticas es frecuente el uso del trmino potencia y es que con l se viene a definir a una operacin mediante la cual se determina el resultado de que un nmero en cuestin se halla multiplicado por s mismo en varias ocasiones.

Lee todo en: Definicin de potencia - Qu es, Significado y Concepto http://definicion.de/potencia/#ixzz3cZl2EAFp

TRABAJO, POTENCIA Y ENERGA

1. Trabajo mecnico.

El concepto fsico de trabajo va siempre unido a una fuerza que produce un desplazamiento.

Es esta una magnitud fsica que no tiene un significado intuitivamente claro. En lugar de dar una definicin del mismo vamos a indicar cmo se calcula.

No podemos ver de momento la frmula general del trabajo realizado por una fuerza, pues incluye conceptos matemticos que todava no se han estudiado, como el de integral curvilnea y producto escalar. Pero s podemos dar las expresiones para el clculo del trabajo en algunos casos particulares.

El trabajo realizado por una fuerza constante, F, sobre un cuerpo viene dado por:

W = F.r.cos (1)

donde F es el mdulo de la fuerza, r el mdulo de su desplazamiento y el ngulo que forman entre s el vector fuerza y el vector desplazamiento[footnoteRef:1]. [1: Esta definicin de trabajo equivale a decir que el trabajo es el producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento: W = F . r.]

Como F. cos es la componente de la fuerza aplicada en la direccin del desplazamiento, F, con signo positivo si va en el mismo sentido que el desplazamiento y signo negativo si va en sentido contrario, se puede escribir tambin:

W = F.r (2)

Si el cuerpo sobre el que se efecta la fuerza se mueve en lnea recta y sin cambiar de sentido[footnoteRef:2], entonces r es igual a la distancia recorrida por el mismo, d, y la anterior ecuacin se puede escribir sencillamente: [2: Las expresiones 3 y 4 son vlidas tambin si la fuerza es constante en mdulo y forma un ngulo constante con la direccin en que se mueve el cuerpo, aunque la trayectoria no sea recta. Por ejemplo, en el caso de una fuerza constante en mdulo que es siempre tangente a la trayectoria.]

W = F.d.cos (3)

o lo que es lo mismo:

W = F.d (4)

Se puede observar a partir de estas expresiones (y sera cierto tambin si utilizsemos la definicin general de trabajo) que:

1. El trabajo es siempre el producto de una fuerza por una distancia. Su unidad en el S.I. es el julio (J):1 J = 1 N.m.

2. El trabajo es una magnitud escalar, no vectorial. 3. Para que se realice trabajo sobre un cuerpo es necesario que:

.- Acte una fuerza sobre el..- La fuerza tenga una componente en la direccin del desplazamiento, es decir, no sea perpendicular a el..- Se produzca un desplazamiento.

4. El trabajo tiene signo, positivo o negativo ( pero ese signo no indica un sentido como pasa con las componentes de los vectores). El signo del trabajo depende del ngulo que forman la fuerza con el desplazamiento, . Si 0 < 90 (es decir, si F tiene el mismo sentido que el desplazamiento), el trabajo es positivo y hablamos de un trabajo motor. Si 90 < 180 (F tiene sentido contrario al desplazamiento) el trabajo es negativo y decimos que se ha realizado un trabajo resistente.

Como veremos al hablar de la energa se puede interpretar el trabajo realizado por una fuerza como la cantidad de energa que un cuerpo gana o pierde debido a la accin de dicha fuerza. El signo indica si el cuerpo gana (signo positivo) o pierde (signo negativo) energa.

5. Como el trabajo depende del desplazamiento del cuerpo, puede tomar valores distintos si se utilizan sistemas de referencia distintos.

2. Energa.

El concepto de energa es uno de los ms importantes en Fsica y en general en casi cualquier ciencia experimental.

Aunque estamos muy acostumbrados a emplearlo y forma parte de nuestro vocabulario habitual, es un concepto muy difcil de definir con precisin.

Se puede definir informalmente la energa que posee un cuerpo como una medida de su capacidad para realizar trabajo y nosotros nos atendremos a esta definicin durante este curso.[footnoteRef:3] [3: Tambin se suele decir que la energa es la capacidad de un cuerpo para producir cambios, definicin que sera ms general que la anterior pues estaramos hablando cambios no solo en posicin o velocidad (que son los que habitualmente se asocian con el trabajo mecnico) sino tambin de composicin qumica, temperatura, etc. Esta definicin aunque ms general que la anterior, tiene el problema de ser todava ms imprecisa.]

Hay distintos tipos de energa (cintica, elctrica, trmica, qumica, nuclear,.) pero en el fondo todos los tipos de energa se reducen a dos:

- Energa cintica, que es la que poseen los cuerpos debido su velocidad.- Potencial (de la que existen unas pocas clases), que es la que poseen los cuerpos debido a su situacin en el espacio (en particular a su posicin respecto a otros cuerpos que pueden ejercer fuerzas sobre ellos).

Los cuerpos poseen energa y esa energa puede transformarse de un tipo en otro. Igualmente los cuerpos pueden transferirse energa de unos a otros. Sin embargo, la energa total del universo (y de cualquier sistema que permanezca aislado y no intercambie energa con su entorno) permanece constante: no se conoce ningn proceso que cree o destruya energa. Este principio se conoce como principio de conservacin de la energa, y es uno de los pilares fundamentales de la Fsica.

Existen dos formas en las que los cuerpos pueden intercambiar energa:

1. Mediante la aplicacin de una fuerza que realiza un trabajo. Cuando calculamos el trabajo realizado por una fuerza estamos calculando la energa que el cuerpo que realiza la fuerza da (si el trabajo es positivo) o quita (si el trabajo es negativo) al cuerpo que sufre la fuerza. Como la cantidad de energa total ha de permanecer constante, si un cuerpo realiza un trabajo positivo sobre otro y por tanto le comunica una cierta cantidad de energa, l ha de perder una cantidad equivalente de energa. De la misma forma si le quita energa (trabajo negativo) l ha de ganar esa misma cantidad de energa.

2. La segunda forma de transmitir energa de un cuerpo a otro es colocando en contacto dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. En ese caso pasa energa del cuerpo ms caliente al ms fro hasta que las temperaturas de ambos se igualan. Se trata aqu de un flujo de energa trmica y se da el nombre de calor a la energa intercambiada por los dos cuerpos.

La energa no se crea ni se destruye pero s se degrada. Con esto queremos decir que existen formas de energa de las que se puede obtener ms fcilmente trabajo que de otras, que desde este punto de vista poseen ms calidad. La energa de menor calidad es la energa trmica y de acuerdo con las leyes de la termodinmica segn evoluciona el universo una proporcin cada vez mayor de su energa se encontrar en forma de energa trmica, hasta llegar a la llamada muerte trmica del universo.

2.1 Energa cintica.

La energa cintica, Ec, es la energa que posee un cuerpo debido a que se encuentra en movimiento.

Se puede demostrar que la energa cintica de un cuerpo viene dada por la frmula:

(5)

donde m es la masa del cuerpo y v el mdulo de su velocidad.

De esta expresin para la energa se deduce que:

1. La energa cintica es siempre mayor o igual que cero. No existen energas cinticas negativas.

2. Para una velocidad dada, la energa cintica es directamente proporcional a la masa del cuerpo (doble masa, doble energa cintica) y para una masa dada es directamente proporcional al cuadrado del mdulo de su velocidad (doble velocidad, cuatro veces ms energa cintica,.). Se ve que la influencia de la velocidad es superior a la de la masa.

3. La energa cintica de un cuerpo depende del mdulo de su velocidad, pero no de la direccin o sentido de esta. Todos los objetos de la misma masa que se mueven con la misma rapidez tienen la misma energa cintica.

4. La energa cintica de un cuerpo depende del sistema de referencia desde el que se estudia (porque su velocidad depende de ese sistema de referencia)

Existe un importante teorema relacionado con la energa cintica, el llamado teorema de la energa cintica o de las fuerzas vivas[footnoteRef:4]: [4: Esta es la antigua denominacin de la energa cintica.]

El trabajo total realizado sobre un cuerpo es igual a su variacin de energa cintica

Wtotal = Ec (6)En consecuencia, si no ha cambiado la rapidez con que se mueve un cuerpo, el trabajo total realizado sobre l es nulo.

2.2. Energa potencial.

Antes de definir la energa potencial tenemos que explicar que son las fuerzas conservativas.

Se dice que una fuerza es conservativa si el trabajo, WAB, que realiza sobre un cuerpo cuando este pasa de un punto A a otro B, es el mismo para cualquiera de las trayectorias que siga.

Es decir, WAB es independiente de la trayectoria.

Se puede demostrar que esta definicin es equivalente a esta otra: una fuerza es conservativa si el trabajo que realiza sobre un cuerpo que describe una trayectoria cerrada (posicin inicial igual a posicin final) es siempre 0.

Son fuerzas conservativas, por ejemplo, la fuerza gravitatoria (peso) y la fuerza elstica ejercida por un muelle.

Cuando realizamos un trabajo para vencer una fuerza conservativa, por ejemplo cuando elevamos un cuerpo a una determinada altura, esa energa que hemos comunicado al cuerpo permanece de alguna manera almacenada en l, no se ha perdido, se ha conservado (de ah el nombre de conservativas) y podemos recuperarla (casi siempre en forma de energa cintica) si dejamos que las fuerzas conservativas acten libremente sobre l (en nuestro ejemplo si dejamos caer el cuerpo).

Las fuerzas que no son conservativas se denominan tambin disipativas. El ejemplo tpico es la fuerza de rozamiento. Si gastamos energa en arrastrar un objeto venciendo su rozamiento con el suelo, esa energa gastada ya no podemos recuperarla, se ha disipado (generalmente en forma de energa trmica)[footnoteRef:5]. [5: Eso no quiere decir que esa energa haya desaparecido, la energa se conserva siempre, pero ha pasado a otros cuerpos (p.e. el suelo que se ha calentado por rozamiento) o se encuentra en el cuerpo en una forma que no se puede recuperar directamente (p.e. en forma de energa trmica).]

El concepto de energa potencial de un cuerpo esta ligado siempre a una fuerza conservativa. Para cada fuerza conservativa tendremos un determinado tipo de energa potencial que se podr calcular con una determinada frmula. As tendremos energa potencial gravitatoria, energa potencial elstica, energa potencial elctrica etc.

Dada una fuerza conservativa se define la energa potencial de un cuerpo en un punto del espacio, Ep(A) como el trabajo realizado por dicha fuerza cuando el cuerpo se desplaza desde un punto especial llamado origen de energa potenciales, O, (en el que por definicin la energa potencial del cuerpo es nula) hasta el punto A, cambiada de signo.

Ep(A) = - WOA (7)

En este curso vamos a trabajar solo con dos fuerzas conservativas, el peso (energa potencial gravitatoria) y la ejercida por un muelle que cumple la ley de Hooke (energa potencial elstica). Se puede demostrar que de acuerdo con la anterior definicin, las frmulas correspondientes para su energa potencial son:

1. Energa potencial gravitatoria de un cuerpo (suponiendo que nos encontramos en puntos cercanos a la superficie terrestre donde su peso se mantiene aproximadamente constante) viene dada por:

Ep = m.g.h (8)

donde m es su masa, g el valor de la aceleracin de la gravedad y h su altura respecto al origen de energas potenciales. Este se puede tomar en cualquier punto que elijamos. Generalmente se hace en el punto ms bajo que alcanza el cuerpo al que estamos estudiando, en muchas ocasiones el suelo.

2. Energa potencial elstica almacenada en un muelle que cumple la ley de Hooke:

(9)donde k es la constante del muelle y x el estiramiento (o compresin del muelle). Al utilizar esta frmula estamos suponiendo que la energa potencial del muelle es 0 cuando no est estirado. Si quisiramos utilizar otro origen para la energa potencial elstica, entonces la frmula cambiara y deberamos aadir a la misma un valor constante que dependera del estiramiento o compresin al que le hemos asignado energa cero. Es algo que no se suele hacer.

Como el punto elegido como origen de energas potenciales es arbitrario, el valor de la energa potencial como tal tambin lo es y no puede tener un significado independiente de dicha eleccin (sucede lo mismo con la velocidad de un cuerpo; el concepto de velocidad absoluta no tiene sentido, solo el de velocidad relativa).

Lo que s que tiene un significado fsico concreto y es fsicamente medible es la diferencia de energa potencial entre dos puntos.

Se puede demostrar que la diferencia de energa potencial entre dos puntos Ay B, Ep (AB) es igual al trabajo, cambiado de signo, que realiza la fuerza conservativa correspondiente cuando el cuerpo se traslada desde el punto A hasta el punto B, Wcons (AB).

Wcons (AB) = - Ep (AB) (10)

2.3. Energa mecnica.

Se denomina energa mecnica de un cuerpo, Em, a la suma de su energa cintica y su energa potencial.

Em = Ec + Ep (11)

De acuerdo con el teorema de las fuerzas vivas

Wtotal = Ec

Como todas las fuerzas que actan sobre un cuerpo son o bien conservativas o bien no conservativas, el trabajo total realizado sobre l es igual a la suma del trabajo realizado por las fuerzas conservativas (Wc) ms el realizado por las fuerzas no conservativas (Wnc):

Wtotal = Wc + Wnc = Ec

El trabajo de las conservativas es igual a la variacin de energa potencial cambiada de signo, luego:

-Ep + Wnc = Ec

Wnc = Ec +Ep = (Ec + Ep) = Em

Es decir, el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas es igual a la variacin de la energa mecnica del cuerpo:

Wnc = Em (12)

Un importante corolario de este resultado es el principio de conservacin de la energa mecnica, que se puede enunciar as:

Si el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas que actan sobre un cuerpo es nulo, su energa mecnica no cambia

Wnc = 0 Em = 0 (o Em = cte, o Eminicial = Emfinal)

Observa que para que la energa mecnica de un cuerpo no vare no es necesario que no acten fuerzas no conservativas sobre el mismo, solo que no hagan trabajo (bien porque ninguna de ellas realiza trabajo o, lo que es ms raro, porque la suma de todos sus trabajos es cero).

Un caso muy frecuente en el que no se conserva la energa mecnica se produce cuando actan fuerzas de rozamiento sobre el cuerpo. En estos casos suele perderse energa mecnica que se transforma en energa trmica[footnoteRef:6]. [6: Suele decirse un tanto impropiamente que se ha transformado en calor (pero el calor no es una forma de energa).]

3. Potencia.

La potencia es una magnitud eminentemente prctica. Mide la rapidez con que se realiza un trabajo[footnoteRef:7] , es decir, el trabajo realizado por unidad de tiempo. [7: O se consume energa o se produce energa, segn el caso. As podemos hablar de la potencia que desarrolla una mquina (y nos referiremos al trabajo que realiza por unidad de tiempo), o de la potencia de un electrodomstico (y generalmente ser la energa que consume por unidad de tiempo) o de la potencia de una central nuclear (energa que produce por unidad de tiempo).]

Se define la potencia media como el cociente entre el trabajo realizado, W, y el tiempo tardado en realizarlo, t:

(13)

Su unidad en el S.I. es el vatio (W). 1 W = 1 J/s, es decir, una potencia de un vatio indica que se realiza un trabajo de un julio cada segundo. Se utilizan tambin mucho el kilovatio (kw) y, sobre todo en ingeniera, el caballo de vapor (C.V.).

1 C.V. = 735 W

Al multiplicar potencia por tiempo nos da trabajo o energa. El kW.h (kilovatio por hora) es una unidad de energa[footnoteRef:8] (no se emplea para trabajo) que equivale a la energa producida o consumida por un dispositivo con una potencia de 1 kW al funcionar durante una hora. Su equivalencia con el julio es: [8: No de potencia; esa es una equivocacin muy frecuente.]

1 kW.h = 3.600.000 J

La expresin (13) nos da la potencia media durante un cierto intervalo de tiempo. La potencia instantnea, P, se obtiene al tomar el lmite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo tiende a 0, es decir, es la derivada del trabajo realizado respecto al tiempo:

Se puede demostrar, a partir de la anterior definicin, que la potencia instantnea desarrollada por una fuerza determinada es igual al producto de la fuerza por la velocidad del punto donde se aplica por el coseno del ngulo que forman fuerza y velocidad[footnoteRef:9]: [9: Matemticamente, la potencia instantnea es igual al producto escalar de la fuerza ejercida por la velocidad: P = F. v.http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heat.html]

P = F.v.cos (14)

Otro concepto muy importante en la prctica es el de rendimiento, r. Se puede aplicar tanto al trabajo (o energa) como a la potencia y se define como el cociente (multiplicado por 100 si queremos darlo en tanto por ciento) entre el trabajo/potencia til (a veces lo llaman prctico, real, etc) o energa obtenida y el trabajo que tericamente esperaramos obtener del dispositivo (trabajo/potencia terica, esperada, etc) o la energa/potencia consumida en realidad por el dispositivo.http://www.educaplus.org/play-116-Escalas-termom%C3%A9tricas.htmlCalorRepresenta la cantidad de energa que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energa que se pone en juego en los fenmenos calorficos se denomina energa trmica. El carcter energtico del calor lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo mecnico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas limitaciones a este tipo de conversin, lo cual hace que slo una fraccin del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo til.Las ideas acerca de la naturaleza del calor han variado apreciablemente en los dos ltimos siglos. La teora del calrico o fluido tenue que situado en los poros o intersticios de la materia pasaba de los cuerpos calientes en los que supuestamente se hallaba en mayor cantidad a los cuerpos fros, haba ocupado un lugar destacado en la fsica desde la poca de los filsofos griegos. Sin embargo, y habiendo alcanzado a finales del siglo XVIII su pleno apogeo, fue perdiendo credibilidad al no poder explicar los resultados de los experimentos que cientficos tales como Benjamn Thomson (1753-1814) o Humphrey Davy (1778-1829) realizaron.Una vieja idea tmidamente aceptada por sabios del siglo XVII como Galileo Galilei o Robert Boyle resurgi de nuevo. El propio Thompson (conde de Rumford), segn sus propias palabras, acept la vuelta a aquellas viejas doctrinas que sostienen que el calor no es otra cosa que un movimiento vibratorio de las partculas del cuerpo.Las experiencias de Joule (1818-1889) y Mayer (1814-1878) sobre la conservacin de la energa, apuntaban hacia el calor como una forma ms de energa. El calor no slo era capaz de aumentar la temperatura o modificar el estado fsico de los cuerpos, sino que adems poda moverlos y realizar un trabajo. Las mquinas de vapor que tan espectacular desarrollo tuvieron a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX eran buenos muestra de ello. Desde entonces las nociones de calor y energa quedaron unidas y el progreso de la fsica permiti, a mediados del siglo pasado, encontrar una explicacin detallada para la naturaleza de esa nueva forma de energa, que se pone de manifiesto en los fenmenos calorficos.Calor especficoCantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor especfico se expresa en julios por kilogramo y kelvin; en ocasiones tambin se expresa en caloras por gramo y grado centgrado. El calor especfico del agua es una calora por gramo y grado centgrado, es decir, hay que suministrar una calora a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centgrado. De acuerdo con la ley formulada por los qumicos franceses Pierre Louis Dulong y Alexis Thrse Petit, para la mayora de los elementos slidos, el producto de su calor especfico por su masa atmica es una cantidad aproximadamente constante. Si se expande un gas mientras se le suministra calor, hacen falta ms caloras para aumentar su temperatura en un grado, porque parte de la energa suministrada se consume en el trabajo de expansin. Por eso, el calor Especfico a presin constante es mayor que el calor especfico a volumen constante. Transferencia de CalorEn fsica, proceso por el que se intercambia energa en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que estn a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante conveccin, radiacin o conduccin. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a travs de la pared de una casa fundamentalmente por conduccin, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por conveccin, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiacin. ConduccinEn los slidos, la nica forma de transferencia de calor es la conduccin. Si se calienta un extremo de una varilla metlica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo ms fro por conduccin. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conduccin de calor en los slidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energa cuando existe una diferencia de temperatura. Conveccin Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un lquido o un gas, es casi seguro que se producir un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado conveccin. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un lquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el lquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido ms caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido ms fro y ms denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina conveccin natural. RadiacinLa radiacin presenta una diferencia fundamental respecto a la conduccin y la conveccin: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vaco. La radiacin es un trmino que se aplica genricamente a toda clase de fenmenos relacionados con ondas electromagnticas. Algunos fenmenos de la radiacin pueden describirse mediante la teora de ondas, pero la nica explicacin general satisfactoria de la radiacin electromagntica es la teora cuntica. Calorimetra.Ciencia que mide la cantidad de energa generada en procesos de intercambio de calor. El Calormetro es el instrumento que mide dicha energa. El tipo de calormetro de uso ms extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termmetro. Se coloca una fuente de calor en el calormetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termmetro. Si se conoce la capacidad calorfica del calormetro (que tambin puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energa liberada puede calcularse fcilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor especfico y el calor latente pueden ir midindose segn se va enfriando el objeto. El calor latente, que no est relacionado con un cambio de temperatura, es la energa trmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de lquido a slido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reaccin qumica, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calormetro y la reaccin se provoca por ignicin, con ayuda de una chispa elctrica. TemperaturaMide la concentracin de energa y es aquella propiedad fsica que permite asegurar si dos o ms sistemas estn o no en equilibrio trmico (cuando dos cuerpos estn a la misma temperatura), esto quiere decir que la temperatura es la magnitud fsica que mide cuan caliente o cuan fro se encuentra un objeto. La temperatura se mide en unidades llamadas grados, por medio de los termmetros, esto se refiere que para medir la temperatura utilizamos una de las magnitudes que sufre variaciones linealmente a medida que se altera la temperatura. Temperatura es el promedio de la energa cintica de las molculas de un cuerpo. Relacin entre temperatura y calorLa relacin es que la temperatura mide la concentracin de energa o de velocidad promedio de las partculas y el calor energa trmica en transito. Para una mejor explicacin de esta relacin lo mostraremos con un ejemplo: si ponemos un recipiente con agua representa la cantidad de calor que un cuerpo sede o absorbe en un instante dado, el nivel que esta alcanza representa su temperatura. Si la cantidad de agua, sube el nivel, esto es, si aumenta la cantidad de calor que posee el cuerpo, aumenta tambin su temperatura. Otro ejemplo se nota cuando encendemos un fsforo, se logra una alta temperatura pero bajo contenido calrico. Una olla con 10 litros de agua tibia tiene baja temperatura y un gran contenido calrico. La temperatura es independiente de la cantidad de sustancia, el calor en cambio depende de la masa, de la temperatura y del tipo de sustancia. Qu es un Termmetro?Un termmetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma cuantitativa. Una forma fcil de hacerlo es encontrando una sustancia que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura. Donde t es la temperatura y cambia con la propiedad x de la sustancia. Las constantes a y b dependen de la sustancia usada y deben ser evaluadas en dos puntos de temperatura especficos sobre la escala, por ejemplo, 32 para el punto congelamiento del agua y 212 para el punto de ebullicin. Despus se aclara que este es el rango de una escala ya conocida como la Fahrenheit. Por ejemplo, el mercurio es lquido dentro del rango de temperaturas de -38,9 C a 356,7 C (la escala Celsius se discute ms adelante). Como un lquido, el mercurio se expande cuando se calienta, esta expansin es lineal y puede ser calibrada con exactitud. El dibujo del termmetro de vidrio de mercurio ilustrado arriba contiene un bulbo fijo con mercurio que le permite expandirse dentro del capilar. Esta expansin fue calibrada sobre el vidrio del termmetro. Desarrollo de Termmetros y Escalas de Temperaturas. Uno de los primeros intentos para hacer un estndar de temperaturas ocurri alrededor de AD 170, cuando Galeno, en sus notas mdicas, propone un estndar de temperatura "neutral" completando cantidades iguales para la ebullicin del agua y el hielo. Sobre cualquier lado de esta temperatura tena cuatro grados de calor y cuatro grados de fro respectivamente. Los primeros equipos usados para medir la temperatura fueron llamados Termoscopios. Consistan en un bulbo de vidrio que tiene un largo tubo extendido hacia abajo colocado dentro de un recipiente que contiene agua con colorante (aunque Galileo en 1610 utiliz vino). Algo del aire contenido dentro del bulbo se expulsa, por lo cual el lquido se eleva a travs del tubo para tomar su lugar. Como el aire remanente del bulbo se calienta o enfra, el nivel de lquido en el tubo varia reflejo del cambio de la temperatura del aire. Colocando una escala grabada sobre el tubo, se puede medir en forma cuantitativa estas fluctuaciones. El aire dentro del bulbo es referido como medio termomtrico, siendo aquel medio cuya propiedad cambia con la temperatura. En 1641 el primer termmetro sellado que us lquido en vez de aire como medio termomtrico fue desarrollado por Ferdinand II, Gran Duque de Toscana. Su termmetro us un equipo sellado En vidrio dentro del cual haba alcohol, con 50 "grados" marcados sobre el tubo pero un "punto fijo" para el cero de la escala no fue utilizado, Estos fueron referidos como termmetros de "espritu". Robert Hook, prroco de la Sociedad Real, en 1664 us un tinte rojo en alcohol. Su escala, para la cual todos los grado representaban un igual incremento de volumen equivalente alrededor de 1/500 partes del volumen del lquido del termmetro, necesit solo un punto fijo. El seleccion el punto de congelamiento del agua. Por una escala presentada de esta manera, Hook present que un mismo estandar puede ser establecido para termmetros de tamaos diferentes. El termmetro original de Hook qued conocido como un estndar del Gresham College y fue usado por la Sociedad Real hasta 1709. (El primer registro meteorolgico inteligible us esta escala). En 1702, el astrnomo Ole Roemer de Copenhagen bas su escala en dos puntos fijos: nieve (o hielo comprimido) y el punto de ebullicin del agua, y registr la temperatura diaria en Copenhagen desde 1708 a 1709 con su termmetro. Fue en 1724 que Gabriel Fahrenheit us mercurio como liquido termomtrico. La expansin trmica del mercurio es amplia y suavemente uniforme, esto permite que no se adhiera al vidrio y permanece lquido ante un amplio rango de temperaturas. Su apariencia plateada hace que sea fcil de leer. Fahrenheit describi como calibr la escala de mercurio de su termmetro de la siguiente manera: " Colocando el termmetro en una mezcla de sal de amonio o agua salada, hielo, y agua, un punto sobre la escala pudo ser encontrado el cual llam cero. Un segundo punto fue obtenido de la misma manera, si la mezcla es usada sin sal. Denotando este punto como 30. Un tercer punto designado como 96 fue obtenido colocando el termmetro en la boca para adquirir el calor del cuerpo humano." (D.G Fahrenheit, Phil. Trans. (London) 33, 78, 1724). Sobre esta escala, Fahrenheit midi el punto de ebullicin del agua obteniendo 21 2. Despus adjudic el punto de congelamiento del agua a 32 as que el intervalo entre el punto de congelamiento y ebullicin del agua puede ser representado por el nmero racional 180. Temperaturas medidas sobre esta escala son designadas como grados Fahrenheit (F). En 1745 Carlos Linneo de Upsala, Suecia, describi una escala en la cual el punto de congelamiento del agua era 100 y el punto de ebullicin cero haciendo esto una escala centgrada. Anders Celsius (1701-1744) us la escala al revs en la cual cero represent el punto de congelamiento y 100 el punto de ebullicin del agua, manteniendo los 100 grados entre los dos puntos. En 1948 el trmino Grado Centgrado fue reemplazado por el de Grados Celsius. Temperaturas medidas sobre una escala centgrada, con el punto de congelamiento del agua como cero, son designadas como grados Celsius (C). En 1780, J.A. C. Charles, fsico francs, present que para un mismo incremento de temperatura, todos los gases tienen el mismo aumento de volumen. Porque los coeficientes de expansin de los gases son tal que estn muy cerca uno del otro, con esto es posible establecer una escala de temperatura basada en un solo punto fijo en vez de dos, tal como en la Fahrenheit o Celsius. Esto Nos lleva a termmetro que usen gas como medio termomtrico. En este termmetro de gas a volumen constante el bulbo B que contiene hidrgeno (por ejemplo) bajo un cierta presin, se conecta con un manmetro de mercurio por medio de un tubo de volumen muy pequeo. (El bulbo B es la porcin sensible a la temperatura y debe procurarse que todo sea de mercurio). El nivel de mercurio en C puede adjudicarse al elevarse o no el nivel en el reservorio R. La presin del hidrgeno la cual es "x" vara en relacin lineal con la temperatura, es la diferencia entre los niveles D y C ms la presin encima de D. P. Chappuis in 1887 dirigi extensos estudios sobre los termmetros de gas con presin constante o con volumen constante usando hidrgeno, nitrgeno y bixido de carbono como medios termomtricos. Basado en estos resultados, el Comit Internacional de Pesos y Medidas adopt la escala de hidrgeno a volumen constante tomando como puntos fijos el punto de hielo (0 C) y de vapor (100 C) como escala prctica para la meteorologa internacional. Experimentos con termmetros de gas han divulgado que es muy pequea la diferencia en la lectura de temperaturas utilizando diferentes gases. As es posible, fijar una escala de temperatura que sea independiente del medio termomtrico si este es un gas a baja presin. En este caso, todos los gases se comportan como un gas ideal.Esta temperatura es llamada temperatura termodinmica y es aceptada en la actualidad como medida fundamental de temperatura. Note que hay una definicin natural del cero en esta escala; es el punto donde la presin del gas ideal se hace cero, por lo tanto la temperatura es cero. La discusin sobre el cero absoluto se har posteriormente. En 1933, El Comit Internacional de Pesos y Medidas adopt como punto fijo el punto triple del agua, (la temperatura a la cual el agua el hielo, agua lquido y vapor coexisten en equilibrio), este valor es 273,16, la unidad de temperatura de esta escala fue llamada Kelvin, por Lord Kelvin (Williams Thompson) 1824-1907, y su smbolo es K. (no utiliza grados). Temperatura Termodinmica es la temperatura fundamental, su unidad es el Kelvin la cual se define como una fraccin de 1/273,16 de la temperatura termodinmica del punto triple del agua. Sir William Siemens en 1871 propuso un termmetro donde medio termomtrico es un conductor metlico cuya resistencia cambia con la temperatura. El platino no se oxida a altas temperaturas y tiene un cambio relativamente uniforme con la temperatura en un amplio rango. El termmetro de resistencia de platino es ampliamente usado como termmetro termoelctrico y cubre un rango de temperaturas que va desde -260 C a 1235 C. Algunas temperaturas fueron adoptadas como Referencias Primarias tal como las defini la Escala Internacional de Temperaturas Prcticas en 1968. La Escala de Internacional de Temperaturas en 1990 adopt por el Comit Internacional de Pesos y Medidas los siguientes estndares mantenidos desde 1989. Entre 0,65K y 5,0 K, la temperatura se defini en trminos de la presin de vapor (relacin de temperaturas del istopo de Helio). Entre 3,0 K y el punto triple del Nen (24,5561 K) la temperatura se defini por medio de un termmetro de gas (Helio). Entre el punto triple del hidrgeno (13,8033 K) y el punto de congelamiento de la plata (961,78) La temperatura se defini por medio de termmetros de resistencia de platino. Por encima del (C) punto de congelamiento de la plata la temperatura se defini en trminos de la Ley de Radiacin de Planck. T.J. Seebeck en 1826 descubri que cuando alambres de diferentes metales son fusionados en un terminal y calentados, fluye corriente de uno a otro. La fuerza electromotriz generada puede ser cuantitativamente relacionada con la temperatura y as el sistema puede ser usado como termmetro, conocido como termocouple. La termocouple es usada en la industria y diferentes metales son usados: nquel / aluminio y platino / platino-rodio, por ejemplo. El Instituto Nacional de Estndares y Tecnologas (NIST) mantiene bases de datos para estandarizar termmetros. Para las medidas a muy bajas temperaturas, la susceptibilidad magntica de una sustancia paramagntica es usada como una cantidad fsica termomtrica. Para algunas sustancias, la susceptibilidad magntica vara inversamente con la temperatura. Cristales como (cerrous magnesium nitrate y chromic potassum alum) han sido usados para medir temperaturas por debajo de 0,05 K; estos cristales son calibrados en un rango de helio lquido. Este diagrama y las ltimas ilustraciones de este texto fueron tomadas del archivo de imgenes del Laboratorio de Bajas Temperaturas de la Universidad Tecnolgica de Helsinki. Para estas temperaturas tanto o ms bajas que estas, el termmetro es tambin usado como mecanismo de enfriamiento. Algunos laboratorios de bajas temperaturas conducen interesantes aplicaciones e investigaciones tericas sobre como alcanzar la temperatura ms baja posible, como trabajarlas y encontrarle aplicaciones. Termmetros usados en la actualidad: - Termmetro de lquido - Termmetro de gas - Termmetro bimetlico - Termmetro de resistencia - Termistor - Termmetro diferencialDistintas Escalas de Temperatura Las escalas de temperatura fueron desarrolladas por los cientficos con el propsito de comunicar y comparar sus resultados. Las dos mas utilizadas son las Celsius y Kelvin pero tambin hay otras como: Escala Centgrada:Se le asigna el valor cero (0) a la temperatura de fusin del agua a presin normal y a 45 de latitud. El intervalo entre dichas temperaturas se divide en 100 partes, cada una de las cuales recibe el nombre de grado centgrado o grado Celsius (C ). Las temperaturas inferiores a la de fusin del agua resultan negativas en esta escala.Escala Fahrenheit:Se le da el valor de 32 a la temperatura de fusin del agua y el valor de 212 a la de ebullicin del agua. El intervalo de dichas temperaturas se divide en 180 partes, cada una de las cuales se denomina grado Fahrenheit (F).Escala Reaumur: La temperatura de fusin del agua se designa por cero (0) y la ebullicin del agua por 80, dividindose el intervalo entre ellas en 80 partes, cada una de las cuales se denomina grado raumur (R). La ecuacin que relaciona las diferentes escalas de temperatura es:La escala centgrada se usa preferentemente en trabajos cientficos y en los pases latinos. La escala Fahrenheit es ms usada popularmente en los E.E.U.U. y en Inglaterra. La escala raumur se emplea exclusivamente en los pases escandinavos. La experimentacin y los razonamientos tericos han indicado que no es posible lograr temperaturas inferiores a cierta temperatura mnima que recibe el nombre de cero absoluto. A esta temperatura la energa de las molculas de los cuerpos tiene su menor valor posible. El cero absoluto corresponde en la escala centgrada a una temperatura de -273.16 C, usualmente se toma el valor de -273 C. Por esta y otras razones, Lord Kelvin (Sir William Thompson) propuso medir las temperaturas negativas o "bajo cero". Escala Kelvin: Es la escala absoluta cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyos grados tienen el mismo valor que los grados centgrados. En esta escala el cero absoluto corresponde a 0 K, la temperatura de fusin del agua corresponde a 273 K y la de ebullicin del agua corresponde a 373K. La escala absoluta de Kelvin se utiliza mucho en la ciencia. Escala Rankine:Es la escala absoluta correspondiente al Fahrenheit, donde el punto cero corresponde a -459.7 F.DilatacinAumento de tamao de los materiales, a menudo por efecto del aumento de temperatura. Los diferentes materiales aumentan ms o menos de tamao, y los slidos, lquidos y gases se comportan de modo distinto. Dilatacin trmica: Dilatacin, por lo general, la materia se dilata al calentarla y se contrae al enfriarla. Esta dilatacin se determina por medio de los llamados coeficientes de dilatacin.En esta definicin se supone que a no depende de la temperatura, lo cual no es estrictamente cierto. Dilatacin Lineal: Un cambio en una dimensin de un slido. La longitud inicial es Lo y la temperatura inicial es to. El valor de temperatura que vario o temperatura final es t y la nueva longitud dilatada es L. De tal manera, un cambio en la temperatura? T=t-to ha dado como resultado un cambio en su longitud. MaterialesC. dilatacin lineal Materiales C. de dilatacin lineal

Aluminio20* 10 - 4alcohol etlico 1,12 * 10 -4

Bronce19 * 10 - 6Benceno 1,24 * 10 -4

Cobre17 * 10 - 6Acetona 1,50 * 10 -4

Vidrio 9,0 * 10 - 6Mercurio trementina1,82 * 10 -4

Pyrex3,2 * 10 - 6Gasolina 9,0 * 10 -4

Plomo29 * 10 - 6Aire a 0C9,6 * 10 -4

Acero11 * 10 - 6 Aire a 0C3,67 * 10 -4

Concreto12 * 10 - 6

Dilatacin Superficial: Es cuando hay cambios de rea como resultado de cambios de temperatura. Es similar a una ampliacin fotogrfica.Dilatacin volumtrica: de un material que es igualmente calentado en todas direcciones.Propiedades FsicasAlgunas son conductividad elctrica sin olvidarse de:Presin: en mecnica, fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presin suele medirse en atmsferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presin se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmsfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barmetro convencional.Densidad: Masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relacin entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 C, que se toma como unidad. Como un centmetro cbico de agua a 4 C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numricamente a su densidad expresada en gramos por centmetro cbico.Otros conceptos Fluido neto: el calor va desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura.Cero Absoluto: Es imposible bajar aun ms la temperatura, no existe temperatura ms baja que los - 27315.Williams Thomson: Lord Kelvin (1824- 1907) El fsico y matemtico Lord Kelvin fue uno de los cientficos ms sobresalientes del siglo XIX. Investig la equivalencia entre calor y trabajo y estableci la escala absoluta (escala Kelvin) de temperatura, desarrollo la ley de la conservacin de energa y descubri que el cero absoluto es - 27315, invento el refrigerador que lleva su nombre.

El primer medidor de energa: Fue construido por Galileo en 1592 (Termoscopio), Indicaba variaciones de temperatura por dilatacin y contraccin de la masa. 1. Las molculas en un cuerpo caliente, tienen mayor energa cintica media que en un cuerpo fro.1. La energa trmica que posee un objeto, es proporcional al n de partculas que lo componen.