1. CICLO 2012-III Módulo:I
Unidad: III Semana: 4
FISICA II
Lic. Fis. Carlos Levano Huamaccto

2. TEMPERATURA, DILATACION

3. CONTENIDOS TEMÁTICOS
• Temperatura
• Energía Térmica
• Temperatura contra Energía
• Temperatura
• Equilibrio Termico

4. Energía térmica
La energía térmica es la energía interna total de un objeto:
La energía térmica es la energía interna total de un objeto:
la suma de sus energías cinética y potencial molecular.
la suma de sus energías cinética y potencial molecular.
Energía térmica = U + K
Energía térmica = U + K
Energía interna: las analogías de resorte son útiles:
U = ½kx2
K = ½mv2

5. Temperatura
La temperatura se relaciona con la
actividad cinética de las moléculas,
mientras que la dilatación y los cambios
de fase de las sustancias se relacionan
más con la energía potencial.
T=
∑ ½mv 2
N

6. Temperatura contra energía interna
Las jarras grande y
Misma
temperatur
pequeña tienen la
a inicial
misma temperatura,
pero no tienen la
El volumen más
misma energía
grande tiene
mayor energía
térmica. Una mayor
hielo
térmica
hielo cantidad de agua
agu
a
caliente funde más
hielo.

7. Equilibrio de temperatura
El calor se define como la
Carbones transferencia de energía
calientes
Contenedo térmica debido a una
r aislado diferencia en
temperatura.
Dos objetos están en
equilibrio térmico si y
sólo si están a la misma
temperatura.

8. Termómetro
Los termómetros son dispositivos para definir y medir la temperatura de un
sistema. Todos los termómetros se basan en el cambio de alguna propiedad
física con la temperatura, como el cambio de volumen de un líquido, el cambio
en la longitud de un sólido, el cambio en la presión de un gas a volumen
constante, el cambio en el volumen de un gas a presión constante, el cambio
en la resistencia de un conductor o el cambio en el color de objetos a muy alta
temperatura.
Un termómetro es cualquier dispositivo
que, mediante escalas marcadas,
puede dar una indicación de su propia
temperatura.
T = kX
T = kX
X es propiedad termométrica: dilatación, resistencia eléctrica, longitud de
onda de luz, etc.

9. Ley cero de la termodinámica
Ley cero de la termodinámica: Si dos objetos A y B están en
equilibrio por separado con un tercer objeto C, entonces los
objetos A y B están en equilibrio térmico mutuo.
Equilibrio térmico
Objeto C A
A B
Objeto C Misma temperatura
B

10. Escalas de temperatura
El punto fijo inferior es el 1000
punto de congelación, la 2120F
C
temperatura a la que el
hielo y el agua coexisten a
1 atm de presión:
00C 320F
0 0C o 32 0F
0 0C o 32 0F
El punto fijo superior es el
punto ebullición, la
temperatura a la que vapor
y agua coexisten a 1 atm de
100 0C o 212 0F
presión: 100 0C o 212 0F

11. Comparación de intervalos de
temperatura
Intervalos de temperatura:
1000
100 C = 180 F 2120F
0 0
C
5 C0 = 9 F0
100 180
C0 F0
Si la temperatura cambia de 79 00C 320F
0
F a 70 0F, significa una
disminución de 5 C0.

12. Etiquetas de temperatura
Si un objeto tiene una temperatura específica, se
coloca el símbolo de grado 0 antes de la escala (0C
o 0F).
t = 60 0C
Se dice: “La temperatura es sesenta
Se dice: “La temperatura es sesenta
grados Celsius.”
grados Celsius.”

13. Etiquetas de temperatura (Cont.)
Si un objeto experimenta un cambio de temperatura, se
coloca el símbolo de grado 0 después de la escala (C0 o
F0) para indicar el intervalo de temperatura.
ti = 60 0C
tf = 20 0C
∆t = 60 0C – 20 0C ∆t = 40 C0
Se dice: “La temperatura disminuyó cuarenta grados Celsius.”
Se dice: “La temperatura disminuyó cuarenta grados Celsius.”

14. Temperaturas específicas
1000
Mismas temperaturas tienen 2120F
números diferentes: 0C 0F C
100 180
tC − 00 t F − 320 C0 F0
= tC tF
100 div 180 div
00C 320F
9
t = t F − 32
5 C
0
t F = t + 32
9 0
5 C tC = 5
9 (t F − 32 0
)

15. Ejemplo 1: Un plato de comida se enfría de 1600F
a 650F. ¿Cuál fue la temperatura inicial en
grados Celsius? ¿Cuál es el cambio en
temperatura en grados Celsius?
Convierta 160 0F a 0C de la
fórmula: tC = 5
9 (t F − 32 0
)
0
5 5(128 )
tC = (160 − 32 ) =
0 0 tC = 71.1 0C
t = 71.1 0C
C
9 9
∆t = 160 F − 65 F = 95 F
0 0 0 9 F00= 5 C00
9F =5C
 5 C0 
∆t = 95 F0   ∆t = 52.8 C00
∆t = 52.8 C
 9 F0 

16. Limitaciones de las escalas
relativas
El problema más serio con las escalas
Celsius y Fahrenheit es la existencia de
temperaturas negativas.
Claramente, ¡la energía ¿-25 0C?
cinética promedio por
molécula NO es cero o en 0
0
C o en 0 0F!
T = kX = ¿0?
T = kX = ¿0?

17. Termómetro a volumen constante
Presión
absoluta
La búsqueda para un cero
verdadero de temperatura
Válvul
a se puede hacer con un
termómetro a volumen
Volumen constante.
constante
de un gas. Para volumen
(Aire, por
Para volumen
ejemplo)
constante:
constante:
T = kP
T = kP
La presión varía con la temperatura.

18. Cero absoluto de temperatura
P1 P2 P
Cero absoluto
T1 T2 T
- 1000
00C
273 C 0
C
Grafique los puntos (P1, 00C) y (P2,
1000
00C 1000C); luego extrapole a cero.
C
Cero absoluto = -2730C
Cero absoluto = -2730C

19. Comparación de cuatro escalas
1 C00= 1 K
1C =1K
373 K 672 R
1000C vapor 2120F
5 C00= 9 F
5C =9F
273 K 460 R
0C
0
hielo 320F
Celsiu
s
K
Kelvin
R
Fahrenhei
t Rankine
t F = t + 32
9
5 C
0
C F
-273 C K
0
0 -4600F R
0
(
tC = 9 t F − 320
5
)
TK = tC + 27300
TK = tC + 273

20. GRACIAS