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TEMPERATURA Y CALOR
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TEMPERATURATemperatura: de un cuerpo es la magnitud que expresa la agitación térmica de sus partículas que lo forman relacionado con su energía cinética, Ec.
↑ Ec partículas→ ↑ agitación térmica → ↑Tª
Tema 3: temperatura y calor David Leunda
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TEMPERATURAEscala termométrica: sistema de medida de la temperatura.
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CALOR
Calor y temperatura son dos conceptos distintos
¡Qué temperatura más alta hace hoy!
¡Qué calor hace hoy!
Reflexiona sobre la siguiente expresión:
¿Qué es el calor?
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CALOR- Calor: energía térmica que se transfiere de un cuerpo caliente a otro más frío
- Entre dos cuerpos a diferente temperatura, Tª → transferencia de energía en forma de calor hasta el equilibrio térmico.
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- Unidades del calor: 1 cal= 4,18 J (Julios)
- Tres mecanismos de propagación (o transmisión) del calor:
•Conducción•Convección•Radiación
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Conducción•Sólidos •Transmisión del calor: pasa la Ec de unas partículas a las vecinas.•A lo largo de todo el objeto•Calentar alimentos sobre una llama.
Convección:•Fluidos•↓densidad → ↑Tª: ascienden.•Al enfriarse descienden•El calor se distribuye por todo el fluido.•Fenómenos naturales: lluvia, viento, masas de aire frío, cálido, húmedo.
Radiación•No necesita medio material•Todos los cuerpos emiten calor por radiación (↑Tª → ↑radiación)•Cuerpos calientes → emiten IR.•Ej: serpientes y satélites.
Tema 3: temperatura y calor David Leunda
CALOR
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Conducción
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Convección
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Radiación
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CALOR
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Aislantes y conductores térmicos
Aislantes térmicos:
Materiales que tienen dificultad para propagar el calor.
Partículas ocupan posiciones muy fijas y es difícil la transmisión de energía entre partículas vecinas.
Ejemplos: madera, algodón, plástico.
Aplicaciones:
Aislamiento de edificiosMateriales textilesProcesos industriales (protección frente a fuentes de calor).
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Aislantes y conductores térmicos
Conductores térmicos:
Materiales que transmiten muy bien el calor.
Partículas capaces de trasladarse a lo largo del cuerpo transfiriendo su energía.
Ejemplos → metales: hierro, cobre, aluminio..
Aplicaciones: procesos de transferencia rápida de energía
RadiadoresInstalaciones eléctricas
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Efectos del calor sobre los cuerpos
Efectos del calor sobre los cuerpos:
1. Cambios de temperatura2. Cambios de estado3. Dilatación
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1. Cambios de temperatura
− La transferencia de energía en forma de calor puede hacer que ↑ Tª de un cuerpos (sin cambiar el estado físico).
− Depende de:
Masa de la sustancia: ↑masa → calor requerido (hay más partículas a las que elevar su Ec).
Tipo de sustancia:
•Calor específico (Ce) : cantidad de energía que hay que dar para elevar la temperatura de 1 Kg de masa 1º C. (No todas las sustancias tienen el mismo Ce.
•↑ Ce → ↑ energía necesaria para elevar su Tª.
•Agua: ↑ Ce → aplicación “sudor”: regula la temperatura corporal.
Efectos del calor sobre los cuerpos
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2. Cambios de estado:
Efectos del calor sobre los cuerpos
inversa
o condensación
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2. Cambios de estado:
Efectos del calor sobre los cuerpos
Dos tipos de vaporización:
Evaporación: Se da en la superficie del líquidoEs independiente de la temperatura (ocurre a cualquier temperatura)Ejemplo: ropa en el tendedero, un charco del suelo.
Ebullición:Con ↑presión. Forma burbujas de vapor del líquido.En el interior del líquido (no sólo en la superficie).Ejemplo: hervir agua en una olla.
Muy importante
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Efectos del calor sobre los cuerpos2. Cambios de estado:
Gráfica de los cambios de estado:
- Si caliento el agua sólida, la Tª sube pero no de modo constante.- Se observan “mesetas” → la Tª no varía → se corresponden con cambios de estado.- Mientras se produce un cambio de estado la Tª se mantiene constante, hasta que toda la sustancia haya cambiado de estado”
Observa la gráfica de calentamiento del agua
Pincha sobre la imagen
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3. Dilatación:
Efectos del calor sobre los cuerpos
Definición: ↑ volumen del los cuerpos al ↑ temperatura (↑agitación partículas → aumenta la distancia entre ellas tridimensionalmente).
Diferentes coeficientes de dilatación (no todas las sustancias igual).↑ coef. de dilatación → ↑ dilatación
Efectos de la dilatación (se tiene en cuenta en):
Construcción de edificios.PuentesDepósitos de gasSeparación entre baldosas.
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3. Dilatación:
Efectos del calor sobre los cuerpos
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Aplicaciones de la energía térmicaLa energía térmica tiene múltiples → APLICACIONES:
Energía térmica y su cesión “calor”:
Células generan calor.Hogares, calefacción.
Motor térmico (o motor de combustión):
Motor de combustión externa
Combustión en “caldera” fuera del motor.Ejemplo máquina de vapor.
Motor de combustión interna:
Combustible produce Energía térmica dentro del motor.Automóviles actuales
Energía térmica → Energía mecánica(combustible) (Realizar un trabajo, W)Energía térmica → Energía mecánica(combustible) (Realizar un trabajo, W)
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Aplicaciones de la energía térmica
Tipos de motores:
Motor de combustión externa Motor de combustión interna
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Tema 3: temperatura y calor David Leunda
Aplicaciones de la energía térmica
Rendimiento de motores:
Proporción de energía transformada en trabajo.
Máquina ideal: rendimiento 100%
Máquina de vapor: Rto = 10%Motor actual: Rto = 30 %.
− Pérdidas: rozamiento (la energía no desaparece → se transforma (calor)
Consecuencias:
CO2: Incremento del efecto invernadero. Óxidos de nitrógeno y azufre: lluvia ácida.
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ACTIVIDADES DEL TEMA 3:
1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, síntesis y glosario