1 temperatura
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MÓDULO 1TEMPERATURA
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Definición de Temperatura
Ley Cero de la termodinámica
Medición de Temperatura
Expansión Térmica
TEMPERATURA
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Definición: Temperatura (Del lat. temperatūra).
1. f. Magnitud física que expresa el grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente. Su unidad en el Sistema Internacional es el kelvin (K).
2. f. coloq. Estado de calor del cuerpo humano o de los seres vivos.
TEMPERATURA
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Temperatura CalorCalor.(Del lat. calor, -ōris).1. m. Sensación que se experimenta ante una elevación de temperatura. U. t. c. f.2. m. Ardimiento, actividad, ligereza.3. m. Favor, buena acogida.4. m. Entusiasmo, fervor.5. m. Lo más fuerte y vivo de una acción.6. m. Fís. Energía que pasa de un cuerpo a otro y es causa de que se equilibren sus temperaturas.
TEMPERATURA
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Percepción de la temperatura
TEMPERATURA
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FRÍO
TEMPERATURA
CALOR
PERCEPCIÓN
SENTIDOS
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Equilibrio Térmico
TEMPERATURA
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Equilibrio Térmico
TEMPERATURA
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Equilibrio Térmico
TEMPERATURA
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Ley Cero de la Termodinámica
TEMPERATURA
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Ley Cero de la Termodinámica
“Si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, estarán en equilibrio térmico entre sí”.
TEMPERATURA
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http://www.youtube.com/watch?v=tfE2y_7LqA4
TEMPERATURA
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Medición de la temperaturaPropiedades termométricas
TEMPERATURA
X(T) T = a X
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Medición de la temperatura
TEMPERATURA
X(T) T = a X
Propiedades termométricas:DimensionesPresiónResistencia eléctricaColor
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Estados del agua
TEMPERATURA
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Estados del agua
TEMPERATURA
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Estados del agua
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/flash/estados-materia.swf
TEMPERATURA
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ESCALA CELSIUS
TEMPERATURA
Punto de vapor del
agua
Punto hielo del agua
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ESCALA CELSIUS
TEMPERATURA
Punto de vapor del
agua
Punto hielo del agua
[T ] = ° C
T = 0 ° C
T = 100 ° C
C
C
C
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Escalas de temperatura
TEMPERATURA
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http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/flash/gas.swf
TEMPERATURA
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ESCALA KELVIN
TEMPERATURA
Punto triple del agua
Cero absoluto
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ESCALA KELVIN
TEMPERATURA
Punto triple del agua
Cero absoluto
[T] = K
T = 0 K
T = 273.16 K
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ESCALA KELVIN
TEMPERATURA
T = T - 273.15 KC
T = T C
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ESCALA KELVIN
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/flash/solido.swf
TEMPERATURA
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ESCALA FAHRENHEIT
TEMPERATURA
Punto de vapor del
agua
Punto hielo del agua
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ESCALA FAHRENHEIT
TEMPERATURA
T = 9/5 T + 32 °FC
[T ] = ° FF
F
T = T = 5/3 TC F
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TEMPERATURA
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TEMPERATURA
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ESCALA RANKINE
TEMPERATURA
Cero absoluto
T = T + 459.67FR
T = 9/5 T R
T = 9/5 T + 491.67CR
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Grado Réaumur (°Ré, °Re, °R). Usado para procesos industriales específicos, como el del almíbar.
Grado Rømer o Roemer. En desuso. Grado Newton (°N). En desuso. Grado Leiden. Usado para calibrar
indirectamente bajas temperaturas. En desuso.
Grado Delisle (°D) En desuso.
TEMPERATURA
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TEMPERATURA
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http://video.google.com/videoplay?docid=-5296173784636686887
TEMPERATURA
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EJERCICIO
En un día de calor la temperatura alcanza 50°F, ¿cuál es la temperatura en grados Celsius y en Kelvins?
TEMPERATURA
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Solución
TEMPERATURA
T = 5/9 (T - 32) = 5/9 (50 – 32) = 10°CC F
T= T + 273.15 = 10°C + 273.15 = 283 KC
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EJERCICIOS
1.La diferencia de temperatura en el interior y exterior de un motor de automóvil es de 450°C. Exprese esta diferencia de temperatura en a) la escala Fahrenheit y b) la escala Kelvin.2.El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición de -195.81°C a presión atmosférica. Exprese esta temperatura a) en grados Fahrenheit y b) en Kelvins.
TEMPERATURA
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EJERCICIOS
3.El punto de fusión del oro es 1,064 °C, y su punto de ebullición es 2,660°C. a) Exprese estas temperaturas en Kelvins. b) Calcule la diferencia entre estas temperaturas en grados Celsius y en Kelvins.
TEMPERATURA
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EJERCICIOS4.El cero absoluto es -273.15 °C. Encuentre el cero absoluto en la escala Fahrenheit.5.a) La temperatura de la superficie solar es de unos 6,000 K. Exprésela en la escala Fahrenheit. b) Exprese la temperatura normal del cuerpo humano, 37.0°C, en la escala Fahrenheit. c) En Estados Unidos la temperatura más baja que se ha registrado es – 70°C en Montana. Exprésela en la escala Celsius. d) Exprese el punto normal de ebullición del oxígeno -183°C en la escala Fahrenheit. e) ¿En qué temperatura Fahrenheit un cuarto le parecería demasiado caluroso?
TEMPERATURA
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• Ley Cero de la Termodinámica
Si dos objetos están en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí
LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
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ESCALAS DE TERMOMÉTRICAS
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
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• Los termómetros aplican la propiedad de dilatación termométrica de los materiales
EXPANSIÓN TÉRMICA
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• Muchos materiales sufren cambios en su estructura cuando la temperatura varia
EXPANSIÓN TÉRMICA
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Dicha expansión puede observarse en una dos o tres dimensiones
EXPANSIÓN TÉRMICA
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Expansión lineal
EXPANSIÓN TÉRMICA
L = L T
= L / L T
Coeficiente de Expansión lineal: cambio fraccional de longitud por grado de cambio de temperatura.
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Expansión lineal
EXPANSIÓN TÉRMICA
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Ejercicio
Un segmento de vía de acero tiene una longitud de 30.000 m cuando la temperatura es de 0.0°C. ¿Cuál es su longitud cuando la temperatura es de 40.0 °C
EXPANSIÓN TÉRMICA
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Solución
EXPANSIÓN TÉRMICA
L = L T
L = [11 x 10 (°C) ](30.000m)(40.0°C)
L = 0.013m
-6 -1
L = 30.013m
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Aunque los objetos se expanden en todas direcciones a veces es más notorio en alguna dimensión, dependiendo de la estructura
EXPANSIÓN TÉRMICA
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Expansión superficial
EXPANSIÓN TÉRMICA
A = 2 A T
Demostrar
Expansión volumétrica
V = 3 V T
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Para fluidos
EXPANSIÓN TÉRMICA
Coeficiente de expansión volumétrica
V = V T
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Ejercicios1.Un alambre telefónico de cobre en esencia no tiene comba entre postes separados 35.0 m en un día de invierno cuando la temperatura es de -20.0°C. ¿Cuánto más largo es el alambre en un día de verano cuando TC = 35.0°C?2.El elemento activo de cierto láser de fábrica de una barra de vidrio de 30.0 cm de largo y de 1.50 cm de diámetro. Si la temperatura de la barra aumenta en 65.0°C. ¿cuál es el aumento en a) su longitud, b) su diámetro y c) su volumen? Suponga que el coeficiente de expansión lineal promedio del vidrio es 9.00 x 10 (°C) .
EXPANSIÓN TÉRMICA
-6 -1
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Ejercicios3.Una escala métrica de acero debe marcarse de manera que los intervalos de milímetros tengan una precisión aproximada de 5 x 10 mm con una temperatura determinada. ¿Cuál es la variación máxima de la temperatura permisible durante la maniobra?4.Un cubo de bronce tiene una longitud de lado de 33.2 cm a 20.0°C. Calcule a) el aumento de la superficie y b) el del volumen cuando se calienta a 75.0°C.
EXPANSIÓN TÉRMICA
-5
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Ejercicios1.3.27 cm2.a) 0.176 mm b) 8.78 m c) 0.0930 cm3.T = 4.5 °C4.a) 13.9 cm b) 115 cm
EXPANSIÓN TÉRMICA
3
32