Física

Física. Movimiento. Dinámica. Leyes de Newton. Energía. Tipos de energía. Temperatura. Calor

  • Enviado por: David Fernandez
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 27 páginas

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Física 4ºE.S.O.

Tema 1

(Movimiento)

Resumen:

1.- Que es el Movimiento

1.1.- Movimiento y Reposo.

1.2.- Trayectoria y desplazamiento.

1.3.- Posición y distancia.

2.- La rapidez en el cambio de posición

2.1.- Velocidad media y velocidad instantánea.

2.2.- Movimiento rectilíneo Uniforme.

3.- Cambios en la velocidad

3.1.- Aceleración

3.2.- Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

3.3.- Movimiento circular uniforme.

'Física'

1.- Que es el Movimiento:

1.1.- Movimiento y Reposo:

Para que un cuerpo este en movimiento debe cambiar de posición en el transcurso del tiempo.

Sistema de Referencia: Llamamos sistema de referencia a un punto o conjunto de puntos respecto al cual se describe el movimiento de un cuerpo y que consideramos fijos.

Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición respecto al sistema de referencia; en caso contrario decimos que el cuerpo esta en reposo

-Los cuerpos capaces de desplazarse reciben el nombre de móviles.

1.2.- Trayectoria y desplazamiento:

Trayectoria: Llamamos trayectoria a la línea formada por los sucesivos puntos que ocupa un móvil en su movimiento.

Desplazamiento: El desplazamiento entre dos puntos de la trayectoria es el vector que une ambos puntos.

-La trayectoria seguida por los cuerpos puede adoptar diferentes formas geométricas:

  • Rectilíneo

  • Circular

  • Elíptico

  • Parabólico

1.3.- Posición y distancia:

Posición: Llamamos Posición de un móvil al punto de la trayectoria que este ocupa en un momento dado.

Distancia Recorrida: La distancia recorrida en un intervalo de tiempo es la longitud, medida sobre la trayectoria, que existe entre las posiciones inicial y final del móvil en dicho intervalo de tiempo.

"e = e - e

º

2.-La rapidez en el Cambio de posición

Velocidad: La velocidad de un móvil es aquella que representa la rapidez con que éste cambia de posición.

Se calcula dividiendo la distancia recorrida, "e, entre el tiempo empleado en recorrerla, "t.

Su Unidad en el Sistema internacional es el m/s y otro tipo de medidas pueden ser el Km./h …

2.1.- Velocidad Media y Velocidad Instantánea.

Velocidad Media: Llamamos Velocidad Media al cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.

Velocidad Instantánea: Llamamos velocidad instantánea a la velocidad que tiene el móvil en un momento determinado.

2.2.- Movimiento Rectilíneo uniforme.

Es aquel que sigue una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante en todo momento. (El vector velocidad se mantiene constante)

V= "e/"t

3.- Cambios en la velocidad

3.1.- Aceleración:

Aceleración: La aceleración de un móvil representa la rapidez con que este aumenta su velocidad.

  • Posee modulo dirección y sentido.

a = "v/"t = v-v/t-t

0 0

- Unidad es el m/s²

3.2.- Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado:

Es aquel que sigue una trayectoria rectilínea y posee aceleración constante no nula.

- Aceleración Positiva: Indica un aumento de velocidad.

- Aceleración Negativa: Indica una disminución de la velocidad.

- Aceleración Nula: Indica que la velocidad es constante.

Formulas:

v= v + a · t

0

e= v · t + ½ a · t

0

v² - v²= 2 a · e

0

-El Movimiento vertical de los cuerpos

Un Cuerpo que se deja caer describe, por la acción de la gravedad un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, llamado caída libre, cuya aceleración constante es la de la gravedad,

g = 9,8m/s². Lo mismo ocurre si el cuerpo se lanza verticalmente.

3.3.- El Movimiento Circular:

Es un movimiento en el cual la trayectoria del móvil es una circunferencia.

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME:

Es aquel en el que la trayectoria es una circunferencia y la velocidad de giro también llamad velocidad angular, permanece constante durante todo el movimiento.

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE ACELERADO:

Es idéntico al anterior, pero la velocidad angular aumenta o disminuye de forma constante.

-- MAGNITUDES DEL MOVIMIENTO IRCULAR -

Además de las magnitudes lineales (e, v, a) en el movimiento circular tendremos las correspondientes magnitudes angulares.

Espacio Angular: 

Velocidad Angular:  =  / t

Aceleración Angular:  =  / t

-Relación entre magnitudes lineales y angulares

e =   r

v =   r

a =   r

Radian; Ilustración'Física'

Unidades de las magnitudes angulares:

SI

Otras Unidades

Relación



Rad

Grados, Revoluciones (Rev)

360º = 1 Rev = 2Rad



Rad/s

º/m , Rev/m



Rad/s²

Rev/m²

Radian: Es un ángulo cuya longitud de arco es igual a la longitud de radio de la circunferencia.

-Formulas Que Rigen El Movimiento Circular:

M.C.U:  = /t

M.C.U.A:  =  +   t

0

 =   t + 1/2 t ²

0

 - ² = 2  e

0

'Física'

Fin

Tema 2

(Dinámica)

Resumen:

1.- Las Fuerzas y su equilibrio.

1.1.- Composición de las fuerzas.

1.2.- Descomposición de fuerzas.

1.3.- Equilibrio de fuerzas.

2.- Las leyes de Newton.

2.1.- 1ª Ley de Newton: Ley de la inercia

2.2.- 2ª Ley de Newton: Ley fundamental de la dinámica.

2.3.- 3ª Ley de Newton: Ley de Acción y Reacción.

3.- Aplicaciones de las leyes de Newton.

3.1.- Fuerzas Normales

3.2.- Fuerzas de Rozamiento.

3.3.- Dinámica del movimiento circular.

4.- Cuerpos en Equilibrio.

4.1,- Momentote una fuerza.

4.2.- Condiciones de equilibrio.

5.- Fuerzas Gravitatorias.

'Física'

1.- Las fuerzas y su equilibrio:

Fuerza: Acción capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos o de producir en ellos alguna deformación.

- La fuerza es una magnitud vectorial y en consecuencia se representa mediante vectores

Todas las fuerzas de la naturaleza pertenecen a uno de los siguientes grupos o son una combinación de estos:

- Fuerzas Gravitatorias: Se ejercen entre 2 cuerpos cualesquiera por el hecho de tener cierta masa.

- Fuerzas Electromagnéticas: Se ejercen entre las cargas eléctricas ya estén en reposo o en movimiento, y también se ejercen entre imanes.

- Fuerzas Nucleares Fuertes: Son las responsables de la estabilidad del núcleo de los átomos al mantener unidos electrones y protones.

- Fuerzas Nucleares Débiles: Son las responsables de la desintegración de núcleos atómicos con emisión de electrones.

ELEMENTOS DE UN VECTOR

-Modulo: Es la intensidad de la fuerza.

-Dirección: Es la recta sobre la que actúa el vector fuerza.

- Sentido: Indica cual de las 2 orientaciones posibles adopta el vector fuerza.

Newton: es la fuerza que debe aplicarse a un cuerpo de un Kg. de masa para que adquiera una aceleración de 1m por segundo cada segundo.

1N = 1Kg · 1 m/s²

Peso: Se denomina peso de un cuerpo a la fuerza de atracción gravitatoria que la tierra ejerce sobre el.

-El peso es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la aceleración de la gravedad. Se representa mediante un vector que se dirige hacia el centro de la tierra.

1.1.-Composición de las fuerzas:

Sistema de fuerzas: Cuerpo en el que se ejercen varia fuerzas a la vez.

- El sistema es equivalente a una única fuerza imaginaria que denominamos fuerza resultante.

Fuerza Resultante: Es la fuerza que produce sobre un cuerpo el mismo efecto que el sistema de todas las fuerzas que actúan sobre el, es decir, la suma vectorial de las fuerzas del sistema.

Composición de Fuerzas: Es el procedimiento de calculo de de la fuerza resultante a partir de las fuerzas componentes del sistema.

Calculo de fuerzas concurrentes: (mismo punto de aplicación)

A)- FUERZAS DE LA MISMA DIRECCIÓN:

A.1.- Fuerzas de la misma dirección y sentido:

La fuerza resultante es otra fuerza de la misma dirección y sentido, cuyo módulo es la suma algebraica de los módulos componentes.

'Física'

A.2.- Fuerzas de la misma dirección y sentido contrario:

La resultante es otra fuerza que tiene la misma dirección que las fuerzas componentes, sentido, el del mayor de las fuerzas componentes y por modulo, la diferencia de las fuerzas componentes.

'Física'

B)- FUERZAS CON DISTINTA DIRECCIÓN: (Fuerzas Angulares)

B.1.- Fuerzas Perpendiculares: (Ángulo de 90º)

La fuerza resultante se obtiene trazando la diagonal, del rectángulo, que se obtiene al construir 2 rectas paralelas a cada una de las rectas componentes, que pasen por el extremo de ellas.

'Física'

Para calcular analíticamente el valor de la resultante. Debemos obtener, el valor numérico de su módulo y el ángulo que nos proporcionará, su inclinación, con respecto al eje positivo de las X.

Valor del Modulo:

________

R= " F² + F² = 22,36 N R= 22,36 N

  • 2

Valor del ángulo :

Para calcular el valor del ángulo  debemos recurrir a las funciones trigonométricas de:

Seno (Sen), Coseno (Cos), Tangente (Tg)

'Física'

Cateto Opuesto Cateto Contiguo

Cos  = ----------------- = a / h Sen  = ---------------- = b/h

Hipotenusa Hipotenusa

Sen 

Tg  = ------------ = b / a

Cos 

Ejercicio Anterior:

tg  = b / a f2 / f1

tg  = 10N/ 20N 0,5º

tg¯¹ 0,5 = 

= 26,56º

B.2.- Fuerzas Angulares, no perpendiculares:

Para calcular la resultante gráficamente, se procede de igual modo que si fuesen perpendiculares.

'Física'

Para calcular la resultante analíticamente debemos descomponer las fuerzas perpendiculares entre se, es decir, calculamos sus proyecciones sobre el eje x, y sobre el eje y.

MODELO DE RESOLUCION DE ESTE PROBLEMA:

Dados:

'Física'

Pasos:

Nos centramos en el triángulo formado por las rectas de F1: (Nos damos cuenta de que es una función trigonométrica)

'Física'

Sen 70 = F1x / F1 F1 Sen 70 = F1x

20  Sen 70 = F1x F1x = 18,79

Cos 70 = F1y / F1 F1  Cos 70 = F1y

20  Cos 70 = F1y F1y = 6,84

Ahora hacemos lo mismo con el triangulo formado por F2: (Nos damos cuenta de que es una función trigonométrica)

'Física'

Sen 43 = F2x / F2 F2  Sen 43 = F2x

25  Sen 43 = F2x F2x = 17,04

Cos 43 = F2y / F2 F2  Cos 43= F2y

25  Cos 43 = F2y F2y = 18,28

Y ahora sabiendo estos datos hallamos R y r :

(Si nos damos cuenta es un triángulo que se puede resolver por Pitágoras y el ángulo es la función trigonométrica de una tangente)

Rx = F1x + F2x = 18,79 + 17,04 = 35,83N

Ry = F2y - F1y = 18,2 -6,84 = 11,36N

______ ________

R= " F1²  F2² R = " 1412,8385 = 37,58N

Tg r = Ry/Rx Tg r = 11,36 / 35,83 = 0,317

Tg r = 17,58

-------------------------------------------------------------------------------------------

TEORÍA:

Las Leyes de Newton

Dinámica: Parte de la Física que estudia la relación que existe entre las fuerzas y el movimiento.

1.- Primera ley de Newton: Ley de la inercia

Inercia: Propiedad de la materia de no poder cambiarse estado de reposo o de movimiento por si misma.

Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si no actúa ninguna fuerza sobre el, o bien si la resultante de las fuerzas que actúan es nula.

2.- Segunda Ley de Newton: Ley Fundamental de la Dinámica.

Masa: Es la constante obtenida de la razón entre la fuerza resultante y la aceleración que adquiere un cuerpo como consecuencia de dicha fuerza.

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, este adquiere una aceleración directamente proporcional a la fuerza aplicada, siendo la masa de un cuerpo la constante de proporcionalidad.

F= m " a " F = m " a

3.- Tercera ley de Newton: Ley de Acción y Reacción.

Si un cuerpo ejerce una fuerza, que llamamos acción sobre otro cuerpo, este, a su vez ejerce sobre el primero otra fuerza que llamaos reacción, con el mismo módulo y la misma dirección, pero en sentido contrario.

Características de las fuerzas de acción y reacción:

Son simultáneas:

Una fuerza, aparece como reacción a la otra pero ambas fuerzas actúan simultáneamente.

Se ejercen sobre cuerpos diferentes:

Son opuestas pero no se anulan mutuamente, ya que cada una se aplica a un cuerpo distinto.

Algunas de estas fuerzas no se aprecian:

Aplicaciones de las leyes de Newton

Para resolver los problemas de dinámica aplicamos las leyes de Newton. (Primero hay que hacer un esquema dibujo)

Fuerzas Normales:

Llamamos FUERZA NORMAL, N, a la fuerza que ejerce la superficie de apoyo de un cuerpo sobre este.

La fuerza normal es la fuerza de reacción a la fuerza que el cuerpo ejerce sobre la superficie. Siempre es perpendicular a dicha superficie, de ahí su nombre.

Fuerzas de Rozamiento

Llamamos fuerzas de rozamiento, Fr, a la fuerza que aparece en la superficie de contacto de los cuerpos oponiéndose al movimiento cuando uno de estos se mueve o tiende a moverse sobre el otro.

Características:

  • Siempre es paralela a la superficie de contacto y tiene sentido contrario al movimiento que efectúa el cuerpo o que se pretende provocar en el.

  • Depende del estado de las superficies de los cuerpos, pero no del area de contacto.

  • Es proporcional a la normal que se ejerce entre las 2 superficies de contacto.

Fr = µ " N

La constante de proporcionalidad recibe el nombre de Coeficiente de rozamiento: µ

Dinámica del movimiento circular

Fuerza Centrípeta: La Fuerza centrípeta, Fc, es la fuerza que es necesario aplicar a un cuerpo para que siga una trayectoria circular.

Aceleración centrípeta ó normal: ac, es aquella que mide la variación en la dirección de la velocidad.

ac = v² / r

El valor de la fuerza centrípeta se obtiene aplicando la ley fundamental de la dinámica.

Fcf = Fc = m " ac

Fcf = Fc = m " v2 / r

Cuerpos en Equilibrio

Decimos que un cuerpo esta en equilibrio estático cuando no actúa ninguna fuerza sobre el o cuando la resultante de sus fuerzas componentes es nula.

Tipos de movimiento circular:

- Rotación: Todas las partículas del cuerpo describen trayectorias circulares alrededor de un eje.

- Translación: Todas las partículas del cuerpo efectúan el mismo desplazamiento.

Momento de una fuerza:

El momento de una fuerza respecto a un punto es el producto de la fuerza por la distancia del punto a la recta que contienen el vector fuerza.

Momento Resultante: Se define momento resultante respecto a un punto como la suma de todos los mementos de las fuerzas que actúan sobre este.

- La unidad de medida de los momentos de fuerza en el sistema internacional es el N " m

M = F " d

M= momento de la fuerza

F= Fuerza aplicada

d= Distancia del punto 0 a la recta del vector fuerza.

Convenio de signos de los movimientos circulares:

Positivo: Si el giro tiene sentido contrario a las agujas del reloj.

Negativo: Si el giro tiene el mismo sentido que el de las agujas del reloj.

Cuerpos en Equilibrio:

Un cuerpo se encuentra en equilibrio estático si no efectúa ningún movimiento de rotación o de translación.

  • La condición para que no efectué ningún movimiento de translación es que la resultante de las fuerzas aplicadas sea nula.

  • La condición para que no efectué ningún movimiento de de rotación es que el momento resultante de sus fuerza sea nulo.

Fuerzas Gravitatorias

Dos cuerpos cualesquiera se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional a producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

m1 " m2

F = G ----------

d2

F= Fuerza gravitatoria.

G = Constante de gravitación universal 6.67 " 10-11 N " m2 " Kg -2

m1 y m2 = masas de los cuerpos.

d = distancia entre los cuerpos.

Características de las fuerzas gravitatorias:

  • Son Siempre atractivas.

  • Se presentan siempre a pares, son fuerzas de acción y reacción, cuando dos cuerpos se atraen mutuamente sobre estos actúa una fuerza. Ambas fuerzas tienen el mismo modula, la misma dirección y sentido diferente.

  • Suelen ser débiles, solamente se aprecian si uno de los cuerpos posee una gran masa.

  • La ley de gravitación universal se aplica a partículas, es decir a masas puntuales, entendiendo como tales aquellos cuerpos cuyas dimensiones son despreciables si las comparamos con la distancia que la separa.

'Física'

Fin

Tema 3

(Energía)

Resumen:

1.- Formas de energía

2.- Trabajo y Potencia

2.1.- Trabajo.

2.2.- Potencia.

3.- Energía Mecánica:

3.1.- Energía Cinética.

3.2.- Energía Potencial Gravitatoria.

3.3.- Conservación de la energía mecánica.

3.4.- Variación de la energía mecánica.

4.- Máquinas Mecánicas:

4.1.- Rendimiento de las máquinas mecánicas.

'Física'

1.- Formas de energía:

La energía es la magnitud física por la cual los cuerpos tienen la capacidad de realizar transformaciones en ellos mismos y en otros cuerpos.

Distintas formas de manifestación de la energía:

Energía Cinética: Es la que poseen los cuerpos por el mero hecho de estar en movimiento.

Energía Potencial Gravitatoria: Es la que poseen los cuerpos por el hecho de estar a cierta altura sobre la superficie de la tierra.

Energía Potencial Elástica: La poseen los cuerpos elásticos a causa de la deformación que han experimentado.

Energía Térmica: Es la forma de energía que fluye de un cuerpo a otro cuando entre estos existe una diferencia de temperatura.

Energía Química: La poseen todas las sustancias de la naturaleza, debido a la fuerza con la que están unidos sus átomos.

Energía Radiante: Es la que poseen las radiaciones electromagnéticas, como la luz.

Energía Eléctrica: Es la que posee la corriente eléctrica.

Energía Nuclear: Procede de los núcleos atómicos. Se manifiesta cuando estos se dividen (Fisión) o cuando se unen (Fusión).

2.- Trabajo y Potencia:

2.1.- Trabajo:

El trabajo es una de las formas de transmisión de energía entre los cuerpos.

Decimos que se realiza un trabajo cuando realizamos una fuerza sobre un cuerpo y este se desplaza.

Trabajo: El trabajo, W, de una fuerza constante aplicada a un cuerpo es igual al producto de la componente de la fuerza en la dirección del movimiento, Ft, por el desplazamiento del cuerpo, "e.

W = Ft " "e " Cos 

- La unidad de medida de el trabajo en el sistema internacional es el Julio (J), que es igual a el producto de un Newton (N) por un metro (m).

- El signo del trabajo:

Trabajo positivo o trabajo motor: La componente tangencial de la fuerza tiene el mismo sentido que el desplazamiento.

Trabajo Nulo: La fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento. (La componente tangencial es nula)

Trabajo Negativo o trabajo resistente: La componente tangencial tiene sentido contrario al desplazamiento.

2.2.-Potencia:

Potencia: La potencia es la relación entre el trabajo realizado y el tiempo empleado.

P = W / t

- La potencia mide la Rapidez con que se efectua un trabajo, es decir, la rapidez de transmisión de energía desde un cuerpo a otro.

3.- La Energía Mecánica

Ley de la energía mecánica: Si un Cuerpo realiza un trabajo sobre otro, este adquiere una energía equivalente al trabajo realizado. Dicho fenómeno adquiere el nombre de energía mecánica.

Em = Ep + Ec

3.1.- La energía Cinética:

Energía Cinética: Es la que poseen los cuerpos por el mero hecho de estar en movimiento.

Ec = 1/2 m " v2

3.2.- La energía potencial gravitatoria:

Energía potencial gravitatoria: Es la energía que poseen los cuerpos por el simple hecho de encontrarse a una cierta altura sobre la superficie de la tierra.

Ep = m " g " h

3.3.- Conservación de la energía mecánica:

'Física'

En el punto A su energía cinética es nula por estar a en reposo y su energia potencial es máxima.

Conforme desciende disminuye su energia potencial y aumenta su energía cinética.

Asi en el Punto B la energía potencial es nula y la cinética es máxima.

Principio de conservación de la energía mecánica: Si la única fuerza que realiza trabajo sobre un cuerpo es el peso, su energía mecánica, es decir, la suma de sus energías cinética y potencial, se mantiene constante en todos los puntos de la trayectoria.

Ema = Emb

Em + Eca + Epa = Ecb + Epb + Er 1-2

Principio de Conservación de la energía: La cantidad total de energía del universo se mantiene constante en cualquier proceso.

- Es decir, la energía ni se crea ni se destruye solo se transforma de una forma a otra y se transfiere entre los cuerpos.

Principio de degradación de la energía: En cada transformación la energía pierde calidad o capacidad para producir nuevas transformaciones.

4.-Máquinas Mecánicas:

Máquina Mecánica: Es un dispositivo que recibe el trabajo procedente de una fuerza externa y lo transmite a algún cuerpo.

Todas actúan mediante un mismo esquema:

Sobre una maquina, se aplica una FUERZA MOTRIZ (F), que produce un desplazamiento de alguna de sus partes y realiza por tanto, un TRABAJO MOTOR (Wm). Al mismo tiempo, otra parte de la máquina ejerce una fuerza, llamado FUERZA RESISTENTE (R). Esta produce también un desplazamiento, con lo que se obtiene un TRABAJO UTIL (Wu).

Máquinas Simples

LA PALANCA:

'Física'

Es un cuerpo rígido, como una barra, que puede girar sobre un punto fijo.

-Elementos de una palanca:

  • Punto de Apoyo (A): sobre el que gira la palanca.

  • Brazo de la Fuerza Motriz (f): Distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la fuerza motriz.

  • Brazo de la Fuerza Resistente (r): Distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la fuerza resistente.

Ley General de las Máquinas Simples:

El producto de la fuerza motriz por su brazo es igual al producto de la fuerza resistente por el suyo.

F " f = R " r

LA POLEA:

'Física'

Cosiste en una rueda que puede girar sobre un eje y que tiene una ranura en la periferia por la que puede pasar un cable o cuerda.

EL TORNO:

'Física'

Consiste en un cilindro horizontal provisto de una manivela, alrededor de la cual se enrolla una cuerda.

4.1.- Rendimiento de las Máquinas Simples:

No toda la energía suministrada a la máquina se recupera en forma de trabajo útil.

El trabajo Motor se convierte en 2:

El trabajo Útil (Wu): Es el que realiza la maquina para vencer la fuerza resistente.

El Trabajo de Rozamiento (Wr): Es el que se emplea para vencer las fuerzas de rozamiento.

Wm = Wu + Wr

El rendimiento: En tanto por ciento, de una máquina mecánica es el cociente entre el trabajo que produce (Wu), y el que se le suministra (Wm), todo ello multiplicado por 100.

R% = (Wu / Wm) " 100

'Física'

Fin

Tema 4

(Energía Térmica)

Resumen:

1.- Temperatura y Calor

2.- Efectos del calor

2.1.- Cambios de temperatura

2.2.- Cambios de estado

2.3.- Dilatación

3.- Intercambios de Trabajo y Calor

3.1.- Transformaciones de trabajo en calor: equivalente mecánico del calor.

3.2.- Transformaciones de calor en trabajo: máquinas térmicas.

'Física'

1.- Temperatura y Calor:

El movimiento de las partículas que componen la materia, recibe el nombre de agitación térmica y se mide mediante la temperatura.

Temperatura: La temperatura de un cuerpo es una medida de la agitación térmica de las partículas que lo forman. Cuanto mayor es la agitación térmica, mayor es la temperatura.

Escalas de temperatura

Las escalas de temperatura son: Celsius (Cº), Kelvin (Kº), y Fahrenheit (Fº)

'Física'

Unidades de conversión:

K = C- 273 C / 100 = F-32 / 180 C/5 = F-32/9 C= 5/9 + F -32

Calor: El calor es una forma de transmisión de la energía que tiene lugar, cuando existe una diferencia de temperatura entre dos cuerpos o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que estén en contacto.

El calor recibe el nombre de energía térmica o energía calorífica.

La unidad en el sistema internacional es el julio, J, o a Caloría, Cal.

1 J = 0,24 Cal

1Cal =0,18 J

2.- Efectos del calor:

Cuando un cuerpo absorbe calor, en el se pueden producir tres efectos distintos:

  • Cambios de temperatura

  • Cambios de estado

  • Dilataciones

2.1.- Cambios de temperatura:

La cantidad de calor cedido o absorbido por un cuerpo depende de tres cosas:

  • Sustancia que forma el cuerpo

  • La masa del cuerpo

  • La variación de la temperatura

Calor especifico:

El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para que una masa de 1Kg aumente su temperatura 1º K.

Su unidad en el SI es el: J " Kg-1 " K-1

Formula: Q = c " m " "t

Tabla de calor especifico:

Sustancia

Calor específico

(J " Kg-1 " K-1)

Agua Líquida

4180

Hielo

2090

Vapor de agua

2010

Etanol

2424

Aluminio

899

Hierro

443

Cobre

385

Plomo

130

Mercurio

140

Equilibrio Térmico:

- La temperatura del cuerpo mas caliente va disminuyendo porque cede calor al que esta mas frío.

- La temperatura del cuerpo mas frío aumenta porque absorbe el calor procedente del cuerpo mas caliente.

- Cuando los dos cuerpos llegan a la misma temperatura, se produce el equilibrio térmico, el intercambio cesa y la temperatura se estabiliza.

QC = QA

m1 " Ce1 " "t1 = m2 " Ce2 " "t2

2.2.- cambios de estado:

La materia puede presentarse entre Estados: estado sólido como estado líquido, estado gaseoso.

Estado Sólido: Partículas juntas y fuertemente unidas entre sí no se desplazó.

Estado líquido: Partículas juntas, aunque poco cohesionadas, por lo que pueden desplazarse unas respecto las otras.

Estado Gaseoso: Particular separadas pueden moverse libremente ya que las fuerzas de cohesión son muy débiles.

'Física'

Fusión: Paso de sólido a líquido, tiene lugar a una temperatura fija que depende de cada elemento.

Solidificación: Es el paso de estado liquido a estado sólido, tiene lugar a una temperatura característica en función de la sustancia, coincide con la temperatura de fusión.

Condensación: Es el paso de estado gaseoso a liquido, tiene lugar a una temperatura característica, en función del elemento y suele coincidir con la temperatura de ebullición.

Vaporización: Es el paso de liquido a gaseoso.

Ebullición: Es un fenómeno de vaporización que se da en todo el liquido, tiene lugar a una temperatura fija dependiendo de la sustancia, llamada temperatura de ebullición.

Evaporación: Forma de vaporización que tiene lugar en la superficie del liquido.

Sublimación y Condensación a Sólido: Consiste respectivamente en el paso de gas a sólido y de sólido a gas, sin pasar por el estado liquido. (Se produce en el CO2, Naftaleno…)

Calores latentes de Fusión y Vaporización:

La cantidad de calor absorbido o cedido por un cuerpo en un cambio de estado depende de:

La masa del cuerpo

La sustancia que forma el cuerpo

La presión externa

Calor latente de fusión o Calor de Fusión (LF):

El calor latente de fusión o simplemente calor latente es el calor necesario para que la unidad de masa de una sustancia pase de sólido a líquido a la temperatura de fusión.

Q = m " LF

Calor latente de vaporización o Calor de vaporización (LV):

El calor latente de vaporización o calor de vaporización es el calor que hace falta aplicar a una unidad de masa para qué pase de estado líquido a gaseoso, a temperatura de ebullición.

Q = m " LV

Calor especifico del agua

4180

J " Kg -1 " º C -1

Calor especifico del vapor de agua

2010

J " Kg -1 " º C -1

Calor especifico del hielo

2090

J " Kg -1 " º C -1

Calor de fusión del agua

333500

J " Kg -1

Calor de vaporización del agua

2257000

J " Kg -1

'Física'

Fin

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