DILATACION TERMICA
|
DILATACIÓN: Significa extender, alargar, hacer
mayor una cosa. Los cuerpos se dilatan por el calor y se contraen cuando se enfrÃan.
Todo cuerpo cuando se lo calienta es decir se eleve la temperatura aumenta
sus disminuciones en otras palabras se dilatan.
 |
OBJETOS: Sufren cambios de temperatura fÃsicos, dilatación,
aumenta de volumen pero no de masa. Los sólidos, lÃquidos y gaseosos se dilatan
pero lo que los diferencia es su forma de dilatación, la temperatura se contrae. La densidad se ve afectada:
Su fórmula es: d=m/v
Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud,
volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo fÃsico debido al aumento
de temperatura que se provoca en él por cualquier medio. La contracción
térmica es la disminución de propiedades métricas por disminución de la
La dilatación térmica se estudia en función de dimensiones
ejemplo: una varilla,-s se incrementa la longitud (dilatación lineal de longitud) con una lámina en la
superficie aumenta el ancho o el largo lo hace o se dilata en tres dimensiones
largo, ancho y profundidad. La dilatación del agua es diferente a 4°C en vez de
expandirse se contrae:
10kg/m-a-4°C= hielo denso agua.
Y el H2O5 se ubica del cielo: lagos congelados, superficies,
especies marinas conservadas.
TRASMISION
DE CALOR
El calor
se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:
- Por conducción entre cuerpo sólidos en contacto
- Por convección en fluidos (lÃquidos o gases)
- Por radiación a través del medio en que la radiación pueda propagarse
La
energÃa se transmite de la forma que resulta más eficiente.
Ejemplo 1
Placa
solar
El calor
llega desde el Sol hasta la placa metálica por radiación.
El metal de la placa emite radiación en el infrarrojo
 |
.
El calor se transmite al lÃquido que está en contacto con la placa por conducción. En el lÃquido se establecen corrientes covectivas que lo mezclan y uniformizan el calor. El agua caliente sube y la frÃa baja. |
Ejemplo 2
Recipiente
metálico con agua al fuego
 |
Las
llamas (o una plancha eléctrica) calientan el metal porque los gases de
combustión están en contacto con el fondo y le transmiten el calor por conducción (el metal se dilata y sus partÃculas
vibran más).
El
metal transmite el calor al agua del fondo del recipiente por conducción. El agua caliente del fondo asciende,
originando corrientes convectivas (propagación
por convección) y se mezcla con el agua frÃa.
|
CaracterÃsticas de cada modo de transmisión
CONDUCCIÓN.- La conducción es el transporte
de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto
dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está
a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta
que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio térmico).
Los
sólidos son mejores conductores que los lÃquidos y éstos mejor que los gases.
Los
metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal
conductor.
CONVECCIÓN.- La convección tiene lugar
cuando áreas de fluido caliente (de menor densidad) ascienden hacia las
regiones de fluido frÃo. Cuando ocurre esto, el fluido frÃo (de mayor densidad)
desciende y ocupa el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da
lugar a una continua circulación (corrientes convectivas) del calor hacia las regiones
frÃas.
En los
lÃquidos y en los gases la convección es la forma más eficiente de transferir
calor.
En el
verano, en una carretera recalentada, se puede ver como asciende de ella el
aire caliente formando una columnas oscilantes. También se ve a veces como
asciende el aire desde un radiador (el aire caliente sube y el frÃo baja).
 |
 |
El calor
calienta el aire y el papel y además de hacer girar la espiral la alarga y
llega a tocar la pinza lo que le impide seguir girando.
RADIACIÓN.- Tanto la conducción como la
convección requieren la presencia de materia para transferir calor.
No se produce ningún intercambio de masa y no
se necesita ningún medio material para que se transmita.
Por
radiación nos llega toda la energÃa del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un
complicado ciclo de transformaciones: la captan las plantas y luego la
consumimos nosotros, el agua se evapora, el aire se mueve....
La
energÃa radiante del Sol se transmite a través del espacio vacÃo en forma de
radiación que viaja a la velocidad de la luz. Entre las diferentes ondas que la
componen hay radiación visible, ultravioleta, infrarroja etc. La ultravioleta
es tan energética que puede ionizar la materia, pero la radiación infrarroja interfiere
con los electrones de los átomos promocionándolos a un nivel superior y produce
la agitación de los átomos y de las moléculas que se traduce en calor.
.
La
radiación se produce cuando los electrones situados en niveles de energÃa altos
caen a niveles de energÃa más bajos. La diferencia de energÃa entre estos
niveles se emite en forma radiación electromagnética. Cuando esta energÃa es
absorbida por los átomos de una sustancia los electrones de dichos átomos
"salten" a niveles de energÃa superiores.
Todos los
objetos absorben y emiten radiación. Este “applet” de java muestra como un átomo absorbe y emite
radiación. Cuando la absorción de energÃa está equilibrada con la emisión, la
temperatura del objeto permanece constante. Si la energÃa absorbida es mayor
que la emitida la temperatura del objeto aumenta, y si ocurre lo contrario la
temperatura disminuye.
La
energÃa total radiada por un cuerpo caliente es proporcional a la cuarta
potencia de su temperatura expresada como temperatura absoluta. E=cte. · T4
ESTADO GASEOSO
Estado gaseoso
Los gases, igual que los lÃquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los lÃquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partÃculas son muy pequeñas. En un gas el número de partÃculas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partÃculas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene
GENERALIDADES
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atracción entre partÃculas resultan insignificantes
LEY DE LOS GASES
Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados desde finales del siglo XVII, cuando los cientÃficos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podrÃa obtener una fórmula que serÃa válida para todos los gases.
Estado gaseoso
Los gases, igual que los lÃquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los lÃquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partÃculas son muy pequeñas. En un gas el número de partÃculas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partÃculas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene
GENERALIDADES
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atracción entre partÃculas resultan insignificantes
LEY DE LOS GASES
Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados desde finales del siglo XVII, cuando los cientÃficos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podrÃa obtener una fórmula que serÃa válida para todos los gases.
EJERCICIOS DE PLANTEACION:
1.-BOYLE: Una masa de H2 ocupa un volumen de 8litros a 730mmHg.¿ Cuál es el volumen del gas a 760mmHg si la temperatura permanece constante?.
DATOS:
V1=8L Formula: P1.V1=P2.V2
P1=730mmHg V2=730mmHg*8L
P2=760mmHg 760mmHg
V2=? V2=7,68L
2.-El volumen de un gas es de 2L a 17°C y 740mmHg. Si el volumen aumenta a 4L y se mantiene la temperatura constante. ¿Qué presión se está ejerciendo sobre el gas?
DATOS: P1.V1=P2.V2
V1=8L P2=P1.V1
P1=740mmHg P2=740mmHg*2L
P2=? 4L P2=370mmHg
v2=4 L
2).- Charles: Un gas con una masa de sg ocupa un volumen de 2.5L a 30°C y a 2 átomos de presión .Si se aumenta la temperatura a 40°C ¿Cuál es el volumen del gas?
DATOS:
V1=2.5L
T1=30°C+273=303°K V2=V1.T2
T2=40°C+273=313°K T1
V2=? V2=205L*313°K 303°K V2=2.58L
2.- El volumen de una cierta cantidad de SO2, es de 2.5l a una atmosfera y 27°C si el volumen aumenta a 5L ¿A qué temperatura está el gas?
DATOS:
V1=2.5L T2=V2.T1
T1=27°C+273=300°K V1
V2=5L T2=5L*300°k
T2=? 2.5l
T2=600°k
3).- Gay Lussac.- Un tanque contiene metano: CH4 a 30°C y a una atmosfera o presión de 5 atmosferas.¿ Cuál es la presión interna del gas cuando se calienta el tanque a 35°C?
DATOS:
T1=30°C+273=303°K
P1= 5at P2=P1.T2
P2=? T1
T2=35°C+273=308°K P2=5atm*308°k 303°K
303°K P2=5.08atm
2.-Una muestra de SO3 ocupa un volumen de 3L en un recipiente cerrado a 150°C y 970mmHg. ¿Cuál es la temperatura si la presión aumenta a 2.5atm?
DATOS: 1atm 760mmHg
T1=150°C+273=423 2.5atm X
P1=970mmHg X=2.5atm.760mmHg
T2=? 1atm
P2=2.5atm X=1.900
T2=P2.T1
P1
T2=1.900*423°K
970mmHg
T2=0.8285°K
No hay comentarios:
Publicar un comentario