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presión
volumen
temperatura
mol
Masa molar
escala
absoluta
absoluta
atmosférica
Boyle
PV = k´
T y n ctes
empírica
manométrica
Charles
V/T = k´´
P y n ctes
Gay‐Lussac
P/T = k´´´
V y n ctes
PV = nRT
Avogadro
V/n = Vm
P y T ctes
TEMPERATURA Y CALOR
Cuestionario previo
1. Si en una misma fuente de energía se colocan un
gramo de agua y un gramo de metal y reciben la
misma energía térmica, ¿cuál de las siguientes
aseveraciones es correcta?
a) el cambio de temperatura de ambas sustancias es
el mismo
b) el gramo de agua eleva más su temperatura
c)) ell gramo d
de metall eleva
l
más
á su temperatura
CALOR es la energía transferida
entre un sistema termodinámico y
sus alrededores, debido a una
dif
diferencia
i de
d temperaturas
t
t
entre
t
ellos.
ellos
ALREDEDORES
TA
SISTEMA
TS
Convención de signos
Si
ALREDEDORES
TA
T S > TA
entonces
Q 0
Q<0
SISTEMA
TS
Q
Convención de signos
Si
ALREDEDORES
TA
T S = TA
entonces
Q=0
SISTEMA
TS
Convención de signos
Si
ALREDEDORES
TA
T S < TA
entonces
Q 0
Q>0
SISTEMA
TS
Q
Qgganado = −Qcedido
Analogía
Cuando recibo $$$
Tengo
+
-
Q
$$$
C ando do
Cuando
doy $$$
Tengo
Convención de signos
$$$
Q
Cuestionario previo
2. ¿Qué propiedad de los materiales permite responder la
pregunta anterior?
En un día soleado la radiación solar aumenta
sensiblemente la temperatura de un riel o del techo
metálico de una casa.
La madera,, en cambio,, o un trozo de lana,, no
aumentan "tanto" su temperatura, aunque estén
expuestos
p
a la misma radiación solar.
Esta diferencia se p
puede cuantificar mediante
la capacidad térmica
((también llamada capacidad
p
calorífica [[heat capacity]
p
y])
C
La capacidad
p
térmica, C, de un objeto
j
(sustancia, material) es la razón entre la
cantidad de calor que pierde o absorbe,
absorbe Q,
Q y su
cambio de temperaturas.
Q
C=
ΔT
Q = C ΔT
Q = C (T final − Tinicial )
ΔT = Tfinal − Tinicial
ΔT = Tf − Ti
ΔT = 0 → Tff = Ti
T
ΔT > 0 → Tf > Ti
ΔT < 0 → Tf < Ti
En algunos casos conviene conocer la
capacidad térmica sobre unidad de
masa del cuerpo, lo que es llamado:
capacidad térmica específica, c
C
c=
m
donde m es la masa del cuerpo
p
Q
C=
ΔT
Q = C ΔT
Capacidad
p
térmica
Q
c=
mΔT
C
c=
m
Capacidad
p
térmica específica
p
Q = cmΔT
Unidades de la capacidad térmica
Q
C=
ΔT
ΔT
⎡ cal ⎤ ⎡ J ⎤ ⎡ Btu ⎤
⎢⎣ º C ⎥⎦ ⎢⎣ K ⎥⎦ ⎢⎣ º F ⎥⎦
Unidades de la capacidad térmica específica
C
c=
m
Q
c=
mΔT
⎡ cal ⎤ ⎡ J ⎤ ⎡ Btu ⎤
⎢ g º C ⎥ ⎢ KgK ⎥ ⎢ lb º F ⎥
⎦
⎣
⎦⎣
⎦⎣
Falsa analogía
C
Capacidad
id d d
de almacenar
l
““algo”
l ”
¿capacidad
¿
p
calorífica?
LOS CUERPOS
NO TIENEN,
NI ALMACENAN
CALOR
Cuestionario previo
3. ¿Por qué el agua es un excelente refrigerante?
3
4. ¿Por qué los mares y los lagos permanecen a
temperaturas relativamente constantes?
5. ¿Por qué durante el día la arena de una playa
quema los pies y el agua de mar no?
Por las noches, ¿cómo es la temperatura del agua
con respecto a la de la arena? ¿Por qué?
1ª parte experimental
#exp.
Ti (ºC) Teq
agua (ºC)
agua fría
∆T agua
agua (ºC)
Ti (ºC) Teq
metal (ºC)
∆T Q metal agua metal agua
(ºC)
(cal)
Q metal
Masa de agua fría = 150 g
Capacidad térmica específica del agua = 1 cal/gºC
∆T agua
g
= teq
q – t inicial agua
g
∆T agua > 0
∆T metal = teq – t inicial metal
∆T metal
eta < 0
¿quién gana?
¿quién cede?
¿cómo
¿có
o so
son las
as pa
paredes
edes de
del ssistema?
ste a
¿cómo intervienen dichas paredes?
Qagua = −Qmetal
Qmetal = Cmetal ΔTmetal
Qmetal = mmetal cmetal ΔTmetal
∆T metal = teq – t inicial metal
∆T metal < 0
¿En cuál cuadrante estará el trazo de los datos experimentales?
Qmetal
(cal)
¿Qué información me
proporciona este gráfico?
∆Tmetal
(ºC)
2ª parte del experimento
#exp
Masa Ti Ti metal metal agua (g)
(ºC)
(ºC)
Teq
(ºC)
∆T agua (ºC)
∆T metal
(ºC)
Q agua (cal)
Q C metal metal (cal)
(cal/º
C)
Qganado = −Qcedido
Cmetal
Qmetal
=
ΔTmetal
Masa agua = 150 g
Q
Qagua
= m agua C agua ∆T
T agua
Capacidad térmica específica del agua = 1 cal/gºC
¿Qué información me
proporciona este gráfico?
Cmetal
t l
(cal/ºC)
Obtener % de error con
respecto
t all valor
l tteórico
ói
m (g)
Valores teóricos:
Capacidad térmica específica del latón = 0.090 cal/gºC
Capacidad térmica específica del aluminio = 0.219 cal/gºC