1. TEMA 8
TEMPERATURA Y DILATACIÓN TÉRMICA

2. 8.2. Objetivos y características de la termodínamica.
Termodinámica:
Rama de la Física que se ocupa de las transformaciones energéticas
y, en particular, de los procesos en que intervienen calor y temperatura.
• principios, postulados o axiomas que se basan en la experiencia.
• P t de vista macroscópico.
Punto d i t ó i
• Estados de equilibrio. Transformaciones como serie continua de equilibrios.

3. 8.3. Definiciones. Sistemas termodinámicos. Clasificación.
Universo en dos partes:
Sistema Termodinámico: Entorno, exterior o alrededores:
Parte del i
P t d l universo sometida a estudio.
tid t di Todo l
T d lo exterior al sistema.
t i l it
Interacciones entre ambas: • Térmica (intercambio de calor).
• Mecánica (intercambio de trabajo).
trabajo)
• Química (reacciones).
Todas dependen del tipo de pared frontera o superficie que separa a las partes
pared, partes.

4. 8.3. Definiciones. Sistemas termodinámicos. Clasificación.
Estado termodinámico:
Conjunto de valores que toman sus coordenadas o variables termodinámicas
termodinámicas.
Sistema hidrostático:
Cualquier sistema de masa constante cuyo estado se describe por las
variables termódinamicas presión, volumen y temperatura.

5. 8.3. Definiciones. Sistemas termodinámicos. Clasificación.
Paredes en interacciones térmicas: Diatérmana o diatérmica:
Permite el intercambio de calor.
Adiabática:
No lo permite.
Paredes en interacciones mecánicas: Móvil:
j
Permite realizar un trabajo.
Fija:
No lo permite.
permite
Paredes en interacciones químicas: Permeable:
Permite el intercambio de masa.
Impermeable:
No lo permite.

6. 8.3. Definiciones. Sistemas termodinámicos. Clasificación.
Clasificación de sistemas:
(atendiendo a los intercambios)
Abierto:
Puede intercambiar masa con el entorno.
Cerrado:
No puede intercambiar masa, aunque sí energía.
Aislado:
No intercambia ni masa ni energía.

7. 8.3. Definiciones. Sistemas termodinámicos. Clasificación.
Según su estructura interna:
ú i Homogéneos:
Consta de una sola fase.
Heterogéneos:
Consta de varias fases.
Fase: sistema o subsistema de composición química y estructura homogénea
limitado por una pared a través de la cual las propiedades físicas cambian
bruscamente.
bruscamente

8. 8.4. Equilibrio térmico. Principio cero de la Termodinámica. Temperatura.
Equilibrio termodinámico:
Dos sistemas están en equilibrio termodinámico si están en equilibrio
mecánico,
mecánico químico y térmico
térmico.
A B
pA , VA , TA pB , VB , TB
Las variables termodinámicas p,V y T, permanecen constantes en el tiempo

9. 8.4. Equilibrio térmico. Principio cero de la Termodinámica. Temperatura.
Principio cero:
(a) Dos sistemas aislados del exterior, A y B, puestos en contacto prolongado
a través de una superficie diatérmana alcanzan el equilibrio térmico.
(b) Si A y B están por separado en equilibrio térmico con un tercer sistema C,
C
están también en equilibrio térmico entre sí.
Pared adiabática
Pared diatérmana
A B
A B
C

10. 8.4. Equilibrio térmico. Principio cero de la Termodinámica. Temperatura.
Temperatura:
Propiedad termodinámica que determina si un sistema se encuentra en
equilibrio té i con otros sistemas.
ilib i térmico t it
Pared adiabática
A B
C Termómetro
Pared diatérmana

11. 8.5. Medida de la temperatura.
La variación de la temperatura suele estar acompañada de la variación de
Alguna magnitud física que caracteriza el estado de un sistema:
variable termométrica
Escalas termométricas
Escala centígrada o Celsius:
(puntos fijos)
• punto de fusión del hielo puro
a 1 t de presión: 0º C.
1atm d ió C
• punto de ebullición del agua
a 1 atm de presión: 100º C.
T = ax +b

12. 8.6. Dilatación térmica de sólidos y líquidos. Dilatación lineal.
Δl =αl0ΔT

13. 8.6. Dilatación térmica de sólidos y líquidos. Dilatación superficial.
ΔS = 2αS0ΔT

14. 8.6. Dilatación térmica de sólidos y líquidos. Dilatación cúbica.
α
ΔV =3 V0ΔT

15. 8.7. Esfuerzos térmicos en la dilatación lineal.
F
=αEΔT
S

16. 8.7. Esfuerzos térmicos en la dilatación lineal.
F
=αEΔT
S

17. 8.7. Esfuerzos térmicos en la dilatación volumétrica.
Δp =3αBΔT