Primera ley de la termodinámica

Termodinámica LUIS ARCE TORRES
Teoría del Calórico Equilibrio térmico, dos cuerpos con diferente temperatura se ponen en contacto, luego de cierto tiempo alcanzan la misma temperatura. La transmisión de energía lo denominaron calórico, pero mas tarde lo cambiaron por forma de energía.
Calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud únicamente de una diferencia de temperatura entre ellos. Calor es Energía
Experimento de Joule Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimiento por la acción de una pesa, tal como se muestra en la figura.
La pesa, que se mueve con velocidad prácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se calienta debido a la fricción. Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor específico de agua) es igual a 4.186 J/(g ºC).  1 cal=4.186 J
Unidades de Calor Una vez establecido que el calor es una forma de energía, es obvio que una cierta cantidad de calor debe medirse en unidades energéticas. S.I = Calor = Joules 1 Caloría = 4.18 Joules
Transmisión  De  Calor
Conducción Mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la Tº de los cuerpos. Conductores Térmicos: Buen Conductor    Metal, Plata, Cobre. Mal Conductor    Madera, Corcho, Aire.
Tipos de Transmisión ,[object Object],[object Object],[object Object]
Convección. ,[object Object],[object Object],[object Object],Ciclo Hidrológico
Radiación ,[object Object]
Ejercicios: ,[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Capacidad térmica y calor específico
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],C =ΔQ/Δt
Capacidad térmica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],Una unidad para medir esta magnitud es  cal/°c Y como sabemos que el calor es una forma de energía Se puede expresar en joules , seria  J/°c
Calor específico C1  C2  C3 M1  M2  M3 Cuerpos del mismo material pero de masas diferentes que poseen Capacidades térmicas distintas. Al dividir la capacidad termica de cada bloque entre su masa,  se obtiene el mismo resultado para todos los cuerpos es decir: C1/m1 = C2/m2 = C3/m3 = constante A esa constante se le llama calor especifico
[object Object],c = C/m ejercicio : un bloque de plomo cuya masa  es m = 170g Se sabe que su capacidad térmica es c = 5.0 cal/°c por Consiguiente el calor específico del plomo es: c = C/m  = 5.0 cal/°c /170g  En donde  C = 0.030 cal/g°c  o J/Kg. °c
Conclusión problema anterior ,[object Object],Ejercicios: se sabe que la masa del bloque es m = 100g ¿Cual es el valor del calor específico del material que  Constituye el bloque? (hierro) c = C/m Se sabe que la capacidad térmica del hierro es aproximadamente11.3 Entonces: c = 11.3 cal/°c  / 100g c (hierro) = 0.113 cal/g°c
Calor específico y capacidad calorífica de algunos materiales  [ editar ] calores específicos  Sustancia  Cal /g ºC Aluminio  0,212 Cobre  0,093 Hierro  0,113 Mercurio  0,033 Plata  0,060 Latón  0,094 Agua de mar  0,945 Vidrio  0,199 Arena  0,20 Hielo  0,55 Agua  1,00 Alcohol  0,58  Lana de vidrio 0,00009 Aire 0,0000053
Como el calor especifico es característico de cada material el valor para cada Sustancias se determina en laboratorios El calor especifico de el agua es mucho mayor que los calores específicos de casi todas las demás sustancias . Esto significa  que al ceder la misma cantidad de calor a iguales masas y de alguna otra sustancia , se observa que la masa de agua se calienta mucho menos
Primera Ley De La Termodinámica  y Energía Interna
Esta ley es el conocido  principio de conservación de la energía,  el cual establece que la energía no se puede crear ni destruir, solo transformar. Esta ley relaciona el trabajo W, el calor Q y la energía total interna Eint por medio de la ecuación  Δ   U = Q - W   Primera Ley de la Termodinámica
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Δ   U = Q - W   Q=Calor agregado  W=Trabajo efectuado por el sistema  E int( U ) = Cambio en la energía interna en el sistema  Primera Ley de la termodinámica
Pensemos que nuestro sistema es un recipiente metálico con agua; podemos elevar la temperatura del agua por fricción con una cuchara o por calentamiento directo en un mechero; en el primer caso, estamos haciendo un trabajo sobre el sistema y en el segundo le transmitimos calor. Lo que en cualquiera de los casos provoca un  cambio en la energía interna del sistema Ejemplo
Energía interna Se denomina  energía interna  del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética , la energía interna solamente depende de la temperatura.
Ejercicio 1 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicio2 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Primera Ley de Termodinámica Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica
Transformación Adiabática Aislante térmico GAS Hay trabajo pero no hay calor cedido o absorbido.
Transformación Adiabática ,[object Object],[object Object],Q = 0
Transformación Adiabática ,[object Object],U = Q - T Como Q = 0 U = - T Transformación adiabática
Transformación Adiabática ,[object Object],U = -T
Transformación Isotérmica ,[object Object],[object Object]
Transformación Isotérmica ,[object Object],Si Q = T U = Q - T U = constante Entonces c
Ejercicios ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejercicios ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Calor Absorbido Por Un Gas PROCESO TERMODINÁMICO
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],Fría Caliente Equilibrio térmico Transmisión de calor por conducción Este es un sistema abierto
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Intercambio de calor por medio del agua en un sistema abierto
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Este es un sistema cerrado transmitiendo su energía por radiación.
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Sistema cerrado transmitiendo energía por convección
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS  DE ALTERNATIVAS Haz click en la flecha
[object Object],[object Object],[object Object],b)  2.000 cal c)  80.000 cal d)  120.000cal. e) 20.000 cal
LO SIENTO NO ES LA CORRECTA VOLVER
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2)  El calor específico del agua es 1 cal/g ºC y del cobre es de 0,09 cal/g ºC. De lo anterior se deduce que si tenemos 1 kg de agua y 1 kg de cobre resulta: a)  más fácil elevar o disminuir la temperatura del agua que del cobre b)  más fácil elevar o disminuir la temperatura del cobre que la del agua c)  que como son masas iguales, se necesita la misma cantidad de calor para cambiar la temperatura  d)  más fácil elevar las temperatura del agua, pero más difícil bajarla que el cobre. e)  Ninguna de las anteriores
VOLVER LO SIENTO NO ES LA CORRECTA
EXCELENTE SIGUE AVANZANDO
3)  Una cuchara de metal se encuentra dentro de una taza de café caliente. La cuchara se siente caliente pues el calor se transmite hacia la mano por: a) conducción b)  convección c)  radiación d)  conducción y convección   e) Radiación y conducción
LO SIENTO NO ES LA CORRECTA VOLVER
EXCELENTE SIGUE AVANZANDO
4)  Los beduinos en el desierto cubren todo su cuerpo con túnicas blancas.  De esa manera: a)  el blanco refleja parte de la radiación del Sol y las gruesas túnicas       evitan la conducción del calor ambiente hacia el  interior de su cuerpo b)  el blanco refleja parte de la radiación de su cuerpo y las gruesas túnicas         evitan la conducción del calor ambiente hacia el ambiente exterior   c)  el blanco absorbe radiación y  la ropa permite la convección d)  se protegen de los cambios de temperatura en el d ía .  ,[object Object],[object Object]
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Primera ley de la termodinámica

  • 2. Teoría del Calórico Equilibrio térmico, dos cuerpos con diferente temperatura se ponen en contacto, luego de cierto tiempo alcanzan la misma temperatura. La transmisión de energía lo denominaron calórico, pero mas tarde lo cambiaron por forma de energía.
  • 3. Calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud únicamente de una diferencia de temperatura entre ellos. Calor es Energía
  • 4. Experimento de Joule Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimiento por la acción de una pesa, tal como se muestra en la figura.
  • 5. La pesa, que se mueve con velocidad prácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se calienta debido a la fricción. Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor específico de agua) es igual a 4.186 J/(g ºC). 1 cal=4.186 J
  • 6. Unidades de Calor Una vez establecido que el calor es una forma de energía, es obvio que una cierta cantidad de calor debe medirse en unidades energéticas. S.I = Calor = Joules 1 Caloría = 4.18 Joules
  • 8. Conducción Mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la Tº de los cuerpos. Conductores Térmicos: Buen Conductor  Metal, Plata, Cobre. Mal Conductor  Madera, Corcho, Aire.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15. Capacidad térmica y calor específico
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19. Calor específico C1 C2 C3 M1 M2 M3 Cuerpos del mismo material pero de masas diferentes que poseen Capacidades térmicas distintas. Al dividir la capacidad termica de cada bloque entre su masa, se obtiene el mismo resultado para todos los cuerpos es decir: C1/m1 = C2/m2 = C3/m3 = constante A esa constante se le llama calor especifico
  • 20.
  • 21.
  • 22. Calor específico y capacidad calorífica de algunos materiales [ editar ] calores específicos Sustancia Cal /g ºC Aluminio 0,212 Cobre 0,093 Hierro 0,113 Mercurio 0,033 Plata 0,060 Latón 0,094 Agua de mar 0,945 Vidrio 0,199 Arena 0,20 Hielo 0,55 Agua 1,00 Alcohol 0,58 Lana de vidrio 0,00009 Aire 0,0000053
  • 23. Como el calor especifico es característico de cada material el valor para cada Sustancias se determina en laboratorios El calor especifico de el agua es mucho mayor que los calores específicos de casi todas las demás sustancias . Esto significa que al ceder la misma cantidad de calor a iguales masas y de alguna otra sustancia , se observa que la masa de agua se calienta mucho menos
  • 24. Primera Ley De La Termodinámica y Energía Interna
  • 25. Esta ley es el conocido principio de conservación de la energía, el cual establece que la energía no se puede crear ni destruir, solo transformar. Esta ley relaciona el trabajo W, el calor Q y la energía total interna Eint por medio de la ecuación Δ U = Q - W Primera Ley de la Termodinámica
  • 26.
  • 27. Pensemos que nuestro sistema es un recipiente metálico con agua; podemos elevar la temperatura del agua por fricción con una cuchara o por calentamiento directo en un mechero; en el primer caso, estamos haciendo un trabajo sobre el sistema y en el segundo le transmitimos calor. Lo que en cualquiera de los casos provoca un cambio en la energía interna del sistema Ejemplo
  • 28. Energía interna Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética , la energía interna solamente depende de la temperatura.
  • 29.
  • 30.
  • 31. Primera Ley de Termodinámica Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica
  • 32. Transformación Adiabática Aislante térmico GAS Hay trabajo pero no hay calor cedido o absorbido.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40. Calor Absorbido Por Un Gas PROCESO TERMODINÁMICO
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46. RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS DE ALTERNATIVAS Haz click en la flecha
  • 47.
  • 48. LO SIENTO NO ES LA CORRECTA VOLVER
  • 50. 2) El calor específico del agua es 1 cal/g ºC y del cobre es de 0,09 cal/g ºC. De lo anterior se deduce que si tenemos 1 kg de agua y 1 kg de cobre resulta: a) más fácil elevar o disminuir la temperatura del agua que del cobre b) más fácil elevar o disminuir la temperatura del cobre que la del agua c) que como son masas iguales, se necesita la misma cantidad de calor para cambiar la temperatura d) más fácil elevar las temperatura del agua, pero más difícil bajarla que el cobre. e) Ninguna de las anteriores
  • 51. VOLVER LO SIENTO NO ES LA CORRECTA
  • 53. 3) Una cuchara de metal se encuentra dentro de una taza de café caliente. La cuchara se siente caliente pues el calor se transmite hacia la mano por: a) conducción b) convección c) radiación d) conducción y convección e) Radiación y conducción
  • 54. LO SIENTO NO ES LA CORRECTA VOLVER
  • 56.
  • 57. LO SIENTO NO ES LA CORRECTA VOLVER
  • 59. ESPERO QUE LO HAYAS HECHO SUPER BIEN AHORA VEREMOS UN VIDEO Haz click en la flecha
  • 60.