sábado, 30 de agosto de 2008

FISICA II



CALOR Y TEMPERATURA


El calor se define como el contenido energético de un sistema, suma de todas la energía provenientes de los movimientos de los átomos que lo componen. El calor solamente se pone de manifiesto cuando se transfiere del sistema a los alrededores o viceversa.

El calor no es por lo tanto una nueva forma de energía, sino el nombre que recibe una transferencia de energía en el que intervienen un gran número de partículas. Podemos entender el calor como la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le rodea, debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no pueda ser expresado macroscópicamente como el producto de una fuerza por desplazamiento.




El calor específico es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve en un grado centígrado su temperatura.



Joule demostró la equivalencia entre calor y trabajo 1cal=4,186 J. Por razones históricas la unidad de calor no es la misma que la de trabajo, el calor se suele expresar en calorías.




La temperatura es la magnitud que determina el nivel energético provocado por el movimiento de los átomos.
Cuando entramos en contacto con un cuerpo, la temperatura a la cual se encuentra dicho cuerpo, nos producirá una sensación física.
Las sólidos, líquidos y gases, cuando cambia su temperatura, experimentan diferentes transformaciones. Por ejemplo una barra de acero, al aumentar su temperatura experimenta un aumento de longitud que depende de un parámetro conocido como coeficiente de dilatación lineal. El mercurio al incrementar su temperatura, experimenta un aumento de volumen y esta propiedad es aprovechada para medir la temperatura de un sistema, mediante lo que conocemos como termómetro de mercurio.

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http://www.tecnologiaindustrial.info/index.php?main_page=document_general_info&cPath=388_389&products_id=277


Consideremos un conjunto de partículas sólo con grados de libertad translacionales confinadas en un pozo de potencial infinito. Cuando la temperatura se extrapola al valor T = 0, la distribución es tal que todas las partículas están en el estado fundamental de energía. El estado fundamental de una partícula confinada en un pozo de potencial infinito no es un estado de energía cero, por lo que la energía del conjunto en T = 0 es distinta de cero.Si asociamos la temperatura con la energía cinética media de las partículas, esto nos lleva a una contradicción, ya que en tal caso la energía en T = 0 debería ser cero. Esto sería así ya que en T = 0 según nuestra definición no habría energía cinética alguna y la energía de nuestras partículas es únicamente translacional (sin grados de libertad de otro tipo, como rotacionales).La definición de temperatura como la energía cinética media de las partículas es por tanto sólo válida a temperaturas no cercanas al cero absoluto. La definición correcta a usar es la que se deriva de la mecánica estadística, es decir, tomar la temperatura como un valor que nos indica el grado de ocupación de los estados posibles los cuales quedan etiquetados por la energía. La mecánica estadística nos da así también una buena definición de energía.

http://lastmonolith.blogspot.com/2006/12/la-definicin-de-temperatura-cerca-del.html


El primer hombre que habló del calor como una entidad física definida que puede medirse como la cantidad de agua o de aceite, fue un médico escocés llamado James Black (1728-1799). Consideraba el calor como cierto fluido que llamó "calórico", capaz de penetrar todos los cuerpos materiales aumentando su temperatura. Al mezclar un volumen de agua hirviendo con otro volumen igual de agua helada observó que la temperatura de la mezcla era, exactamente, la media entre las dos temperaturas iniciales. Su interpretación era que el exceso de "calórico" del agua hirviendo se había repartido por igual entre las dos partes. Definió la unidad de calor como la cantidad necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua un grado Farenheit ( en el sistema métrico moderno se habla de "caloría" como la unidad de calor capaz de elevar un grado centígrado la temperatura de un gramo).Además de la definición original de "caloría" introdujo la noción de capacidad calorífica y de calor latente.

La analogía entre calor y un fluido fue desarrollada todavía más por Sadi Carnot, que comparaba la máquina de vapor con una rueda hidráulica


jueves, 21 de agosto de 2008