INTRODUCCIÓN Con C t on act act T o é T rmi Equi librio T o é T rmi

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN La Temperatura es una propiedad que no es fácil de describir. La Temperatura esta comúnmente asociada, con que tanto calor o frio se siente en un objeto. Entender el concepto de Temperatura implica entender el concepto de Contacto Térmico y Equilibrio Térmico

2 CONTACTO TERMICO Dos objetos están en Contacto Térmico si puede intercambiarse energía entre ellos. Esta energía intercambiada entre los objetos, se le llama Calor.

3 EQUILIBRIO TERMICO Dos objetos se encuentran en Equilibrio Térmico si se encuentran en Contacto Térmico y si no intercambian energía

4 LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA Usando estas ideas, podemos decir que si dos objetos A y B esta separados y en equilibrio con un objeto C, entonces A y B están en equilibrio uno con otro. A C B

5 TEMPERATURA Finalmente la Ley Cero de la Termodinámica nos permite definir la Temperatura. Podemos pensar en la Temperatura en términos de una propiedad que nos permite determinar si un objeto se encuentra o no en equilibrio térmico.

6 TEMPERATURA Dos objetos en Equilibrio Térmico uno con el otro, tendrán la misma Temperatura

7 TEMPERATURA

8 TERMOMETROS Los Termómetros son instrumentos usados para medir la Temperatura de un objeto o un sistema. Cuando un Termómetro esta en contacto térmico con un sistema, la energía es intercambiada hasta que el termómetro y el sistema estén en equilibrio térmico.

9 PROPIEDADES Algunas de las propiedades usadas las cuales varían linealmente con la temperatura, por los Termómetros son: El volumen de un líquido La longitud de un sólido La presión de un gas a volumen constante El volumen de un gas a presión constante. La resistencia eléctrica de un conductor El color de objetos muy calientes

10 CALIBRACIÓN La calibración de un Termómetro se lleva a cabo colocándolo en contacto térmico con ambientes que se mantengan a temperatura constante

11 TERMOMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE En un termómetro de gas, las lecturas de la temperatura son casi independientes de la substancia usada en el termómetro. Un tipo de termómetro de gas es el de volumen constante.

12 TERMOMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE El comportamiento observado en este dispositivo es la variación de la presión con la temperatura a un volumen fijo.

13 TERMOMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE Si estas mediciones se hacen con diferentes gases a diferentes presiones y volúmenes constantes o con diferentes gases

14 TERMOMETRO DE GAS A VOLUMEN CONSTANTE Los primeros termómetros de gas usaban los puntos de fusión y ebullición, pero tienen la dificultad por ser sensibles a la presión. Por lo que a partir de 1954 el comité de pesos y medidas estableció como puntos de referencia el cero absoluto (0.01 C y 4.58 mmhg) y el punto triple del agua ( K), por lo que la escala Kelvin queda definida como 1/ de la temperatura del punto triple.

15 TEMPERATURA ABSOLUTA Gay-Lussac hizo mediciones del volumen (V) de una masa fija de gas a presión constante y encontró que el volumen era una función lineal de la temperatura

16 Esta linealidad se puede expresar como: Donde t es la temperatura y a y b son constantes. De tal manera que la ecuación se puede reescribir como: Los experimentos demostraron que el aumento relativo de volumen por cada aumento en un grado de temperatura es el mismo para todos los gases con los cuales se experimento. A p=cte el aumento en volumen por grado es : Por lo tanto el aumento relativo de volumen por grado a 0 C es donde esta cantidad es el coeficiente de expansión térmica a 0 C el se representa como α0

17 Por lo tanto podemos reescribir la ecuación inicial como: Es expresión es importante ya que expresa el volumen del gas en función del volumen a 0 C y de la constante α0 que es la misma para todos los gases y casi independiente de la presión. La ecuación anterior da la pauta para definir una nueva temperatura T en función de la temperatura original La importancia de esta escala es que el valor de α0 y por lo tanto 1/ α0 tiene el mismo valor para todos los gases. Si t esta en celsius, entonces 1/ α0 = C

18 ALGUNAS TEMPERATURAS INTERESANTES Bomba de Hidrogeno T = K

19 ALGUNAS TEMPERATURAS INTERESANTES Interior del sol T = K

20 ALGUNAS TEMPERATURAS INTERESANTES Helio líquido Cercano 1 K

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