Procesos termodinámicos

Leyes de la termodinámica

Un sistema termodinámico, es una región macroscópica del universo en la cual se analizan los principios termodinámicos. Se estudia definiendo las variables termodinámicas que caracterizan al sistema. Las variables son propiedades que se pueden medir de manera experimental tales como el volumen, la presión, la temperatura, el campo eléctrico, etcétera.

Primera ley de la termodinámica

• Establece que el cambio de energía interna de un objeto es igual al calor que se le agrega, menos el trabajo realizado por el objeto.
  Puedes calentar un clavo pegándole con un martillo, es decir, puedes incrementar la energía térmica del clavo al realizar un trabajo sobre el, sin embargo el trabajo realizado por el clavo sobre el martillo es igual y de signo opuesto que el trabajo realizado por el martillo sobre el clavo

Segunda ley de la termodinámica 

• Establece que los procesos naturales se realizan de tal manera que conservan o incrementan la entropía total que conservan o incrementan la entropía total del universo.
  En otras palabras, “Todas las cosas se hacen más y más desordenadas a menos que se realice una acción para mantenerlas ordenadas.”
  La segunda ley de la termodinámica predice que el calor fluirá de tal manera que solo vaya desde un objeto caliente hacia el frío. 

O bien, puedes ver el siguiente video:

Problemas de aplicación:

1. Se tienen 456gr de aluminio a una temperatura de 54°C y se introduce en 200gr de cobre a una temperatura de 104°C: Calcular la temperatura final

 2.Si a 124gr de plomo a una temperatura de 20°C se le agrega 820gr de plata a una temperatura de 12°C,¿Cual será la temperatura de equilibrio térmico?

k     Páginas relacionadas:

     *http://fisicacefa11.over-blog.org/article-30040201.html

*   *http://equipo1-fisica.blogspot.mx/

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             Thermodynamic Processes  

Laws of thermodynamics

A thermodynamic system , is a macroscopic region of the universe in which the thermodynamic principles are analyzed. We study defining the thermodynamic variables that characterize the system. Variables are properties that can be measured experimentally, such as the volume, pressure, temperature, electric field, etc.

First law of thermodynamics

• States that the change in internal energy of an object is equal to the heat that is added, minus the work done by the object.
• You can warm up by hitting a nail with a hammer, saying you can increase the thermic energy of the nail to perform work on, but the done work by the nail is equal and in opposite sign than the work performed by the hammer on the nail.

Second law of thermodynamics

• Establishes that natural processes are done such that retain or increase the total entropy that retain or increase the total entropy of the universe. In other words, "All things become more and more disordered unless that it take an action to keep them tidy."

• The second law of thermodynamics predicts that the heat flow only goes from a hot object to the cold.

You can also see this:

Problems:

+

1. We have 456 g of aluminum having a temperature of 54 ° C and introduced into 200g of copper at a temperature of 104 ° C: Calculate the final temperature

2. If 124 g of lead at a temperature of 20 ° C is added to 820 gr of silver  a temperature of 12 ° C. What will the temperature of thermal equilibrium?

Related pages:

*http://web.utk.edu/~cnattras/Physics221Spring2013/modules/m13/processes.htm

*http://physics.about.com/od/thermodynamics/f/thermoprocess.htm

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Calor específico

Algunos objetos son más fáciles de calentar que otros. Como sabes cuándo fluye el calor hacia un objeto, su energía térmica y su temperatura aumentan, y la cantidad del incremento  en la temperatura depende del tamaño del objeto y del material del cual está conformado.

• El calor especifico de un material es la cantidad de energía o calor que deberá agregarse a 1 kg masa del material para elevar su temperatura en 1 grado de temperatura Celsius ( °C) o kelvin ( K). en las unidades SI ( sistema internacional) , el calor especifico, representado por “Ce”, se mide en J/kg K.

Ejemplo:

En un día soleado de verano, el sol calienta la arena en una playa y el agua del océano. Sin embargo, la arena de la playa se calienta mucho, mientras que el agua del mar permanece relativamente fría, esto ocurre porque el calor específico del agua es más elevado que el de la arena y es más fácil que se caliente.

Calor cedido y absorbido

La calorimetría es una rama de la termodinámica que se ocupa de medir el calor en la materia.

Cuando ponemos en contacto dos cuerpos, uno caliente y uno frío, el primero cede energía al segundo en forma de calor hasta alcanzar el equilibrio térmico.

O bien, puedes ver el siguiente video:     

Problemas de aplicación:                                                                                                  

1.      1. Calcular el  calor que se necesita para elevar la temperatura de 3 Kg de aluminio de20 °C a 50 °C

2    2. ¿Que cantidad de masa de Cobre a 10°C se necesitan para elevarlo a 70°C? si se encuentra a 5824 J

3. Se tienen 150 g de hielo a –15°C, calcular la temperatura final para llegar a 10125 cal

Páginas relacionadas:

*http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/spht.html

*http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htm

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           Specific Heat

Some objects are easier to heat than others. As you know when heat flows on an object, the thermal energy and the temperature of the object rises, and the level of temperature increment depend of the object’s size and the material which is made .

• The specific heat from a material is the amount of energy or heat that should be added to a 1kg of mass of the material to rise its temperature 1 grade Celsius (C) or Kelvin (K) in the units of SI (International system), the specific heat represented by “Ce”, measured    in J/Kg k 

Example:

It’s a sunny day on summer, the sun is heating the sand in a beach and the ocean’s water. But, the sand on the beach is too hot, while the ocean’s water remains relatively cold, this happen because the specific heat of the water is higher than the sand, and is easier to heat.

Heat transferred and absorbed

The Calorimetry is a branch of thermodynamic, which deals with measuring the heat in the stuff.

• When we put  two bodies on contact, one hot and one cold, the first one, transferred energy to the second one in form of heat, until reach the thermal equilibrium.

You can also see this:

Problems:

1.Calculate the heat required to raise the temperature of   3 Kg aluminum from 20 ° C to 50 ° C

2   2. What amount mass of copper at 10 ° C are needed to raise it to 70 ° C? if it is on 5824   J

3    3. We have 150 g of ice at -15 ° C  calculate the final temperature to reach 10125 cal

Related pages:

*http://www.iun.edu/~cpanhd/C101webnotes/matter-and-energy/specificheat.html

*http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/spht.html

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Dilatación térmica

De acuerdo con la teoría cinética de la materia las partículas en un objeto están en constante movimiento y la velocidad de movimiento de estas partículas aumenta a medida que la temperatura del objeto aumenta. Cuando esto sucede la fuerza de atracción entre las partículas se hace más débil y la distancia de las partículas aumenta y a esto se conoce como dilatación térmica.

• Generalmente el líquido se expande más que el sólido debido a que las partículas del líquido son más débiles que las de los sólidos.

• Al ocurrir una expansión térmica se incrementa el volumen del material, esto no se significa que al aumentar su volumen la masa también permanece en el mismo estado.

O bien, puedes ver este video:

Problemas de aplicación:                                                                                                                    

1. Una varilla de hierro de 25 cm de longitud se encuentra a 20°C, si su temperatura se eleva hasta 120°C determine su variación de longitud α_Fe= 12 X 10^-6 °C

2.  A una temperatura de 80°C una ventana de vidrio tiene un área de 3.4m².

¿Cuál sera su área final al aumentar su temperatura a 154°C?

3. Hallar el aumento de volumen que experimentan 100 cm3 de mercurio cuando su temperatura se eleva de 10 a 35 °C. R 0,45 cm3

Páginas relacionadas:                                                                                                                                      

*http://crista.pangea.org/castella/PDF-crista/dilatacio-termica_es.pdf

*http://fisica.laguia2000.com/conceptos-basicos/dilatacion-termica

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Thermal expansion                                                                                        

According to the kinetic theory of matter in an object particles are constantly in motion and the speed of movement of the particles increases with increasing the temperature of the object. When this happen the attractive forces between the particles weakens, and the distance between the particles get increase , and this is known as thermal expansion.

• Generally the liquid expands more than the solid, because liquid particles are weaker than those of the solids.

• When thermal expansion occur the volume of material increases, this does not mean that increasing the mass volume also remains in the same state.

You can also see this:                                                                                                                                                             

                                                                                         
Problems:                                                                                                                                                                                                                                                              

1. An iron rod of length 25 cm is 20 °C, if the temperature is raised to 120 °C determines its length variation

2.  At a temperature of 80 ° C a glass window has an area of ​​4.06 sq yd.

What will be its final goal to raise its temperature to 154 ° C?

3. What is the volume increase experienced in 100 cm3 of mercury when the temperature rises from 10 to 35 ° C.

Related pages:                                                                                                                                                                                                                                                                       

* http://global.britannica.com/EBchecked/topic/591408/thermal-expansion
*http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Thermal+Expansion

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El calor y la temperatura

                              

 El calor es la transferencia de energía o la energía en transito que se presenta en los cuerpos la cual se continua presiviendo hasta que ambos cuerpos se encentran en un equilibrio térmico.

• El calor se mide en (cal,kilocaloría,BUT)

• Debido a que las moléculas están en constante movimiento producen una energía de movimiento o energía cinetica a lo cual este fenómeno se le conoce como ¨calor¨. El calor es la energía que está en movimiento o en reposo en cada uno de los cuerpos.

 La Temperatura es la medida de la energía cinética de todos las partículas, se entiende también como el grado o intensidad de calor que tiene cada uno de los cuerpos y estas temperaturas se miden en distintas escalas dependiendo en qué país se encuentre.

• Un cuerpo tiene más energía cinética si este se encuentra en movimiento rápidamente es decir por mas que se desplacen mayor será su energía cinética y también tu temperatura.

•  La temperatura se puede medir en grados Celsius (°C) en grados Fahrenheit (°F) en kelvin (K) y en Rankine (°R).  

O bien, puedes ver el siguiente video:

Problemas de aplicación:

   1.Un termómetro de mercurio tiene una escala que marca 0°X cuando la temperatura es de -20°C y marca 240°X para 100°C, ¿Cuántos grados corresponden a la temperatura humana de 37°C?

 2. Un termómetro con escala arbitraria, tiene como punto de fusión del hielo -40° y como ebullición del agua 160°, cuando en este termómetro se lee 20°,¿Cuánto vale la temperatura en escala centígrados?

                                                       

   3. Convertir 130°F a K

Páginas relacionadas:

*http://profeluisfisicoquimica.blogspot.mx/2011/07/calor-y-temperatura.html

* http://educacion.uncomo.com/articulo/cual-es-la-diferencia-entre-calor-y-temperatura-23072.html

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                     Temperature and Heat

Heat It is the transference of energy or the energy in movement that is present in the bodies which continued until both bodies perceiving were found on a heat balance.

• The heat is measured in Calories, kilocalories and BTU (British thermal unit).

Because the molecules are in constant motion produces energy of motion or kinetic energy and this phenomenon is known as heat.

In fact heat is the energy that is in motion or at rest having each of the bodies.

Temperature Is a measure of the kinetic of all particles, It is also understood as the degree or intensity of heat that has each of the bodies, and these temperatures are measured on different scales depending on what country you are.

• A body has more kinetic energy if it is on quickly movement, in fact to move more, greater will be its kinetic energy and also temperature.

•  Temperature is measured in Celsius degrees  (°c) ,farenheit degrees (°F), Kelvin (K) and Rankine (°R)

You can also see this:

                                             

Problems:

1. A mercury thermometer has a scale that marks 0° X when the temperature is -20°C and 240 °X brand to 100°C, how many degrees correspond to human temperature of 

37°C?

2. A thermometer with arbitrary scale, Has the melting point of ice at  -40 ° and point boiling water as 160 °, when the thermometer reads 20 °, How much it is the temperature in centigrade scale worth?

3. Convert 130°F to Kelvin

Related pages:

*http://www.theweatherprediction.com/habyhints/39/

*http://zonalandeducation.com/mstm/physics/mechanics/energy/heatAndTemperature/heatAndTemperature.html

 

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