1. Unidad V
Temperatura y calor

2.  Térmico
 Dícese de la temperatura.
temperatura. Que mantiene la
temperatura de una cosa.
cosa.
 La temperatura es una magnitud referida a las
nociones comunes de caliente, tibio, frío que
puede ser medida, especificamente, con un
especificamente,
termómetro.
termómetro.

3.  En física, se define como una magnitud escalar
relacionada con la energía interna de un sistema
termodinámico, definida por el principio cero de la
termodinámica.
termodinámica. Más específicamente, está
relacionada directamente con la parte de la
energía interna conocida como "energía cinética",
cinética",
que es la energía asociada a los movimientos de las
partículas del sistema, sea en un sentido
traslacional,
traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones.
vibraciones.
 A medida de que sea mayor la energía cinética de
un sistema, se observa que éste se encuentra más
"caliente";
"caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.
mayor.

4.  Grado Celsius (°C).
C).
 Para establecer una base de medida de la temperatura
Anders Celsius utilizó (en 1742) los puntos de fusión y
1742)
ebullición del agua.
agua.
 Se considera que una mezcla de hielo y agua que se
encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está
en el punto de fusión.
fusión.

5.  Grado Celsius (°C).
C).
 Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en
equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en
el punto de ebullición.
ebullición.
 Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe
entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que
llamó grados centígrados °C. Sin embargo, en 1948
fueron renombrados grados Celsius en su honor; así
honor;
mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para
denominarlos.
denominarlos.

6.  Grado Fahrenheit (°F).
F).
 Toma divisiones entre el punto de congelación de una
disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor
cero) y la temperatura normal corporal humana (a la
que le asigna valor 100).
100)
 Es una unidad típicamente usada en los Estados
Unidos;
Unidos; erróneamente, se asocia también a otros
países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda,
que usan la escala Celsius.
Celsius.

7.  Kelvin (K)
 El Kelvin es la unidad de medida del SI.
SI.
 La escala Kelvin absoluta es parte del cero absoluto y
define la magnitud de sus unidades, de tal forma que
el punto triple del agua es exactamente a 273,16 K.3
273,

9. La fórmula de conversión entre
la escala Celsius y la Kelvin:
100°C 373.15K 212°F
tc = tK – 273.15
La fórmula de conversión entre
Kelvin y Fahrenheit:
t F  9 t K  459.67
5
50°C 323.15K 122°F
0°C 273.15K 32°F

10.  Se denomina dilatación térmica al aumento
de longitud, volumen o alguna otra
dimensión métrica que sufre un cuerpo
físico debido al aumento de temperatura
que se provoca en él por cualquier medio.
medio.
 Casitodos los sólidos se dilatan cuando se
calientan, e inversamente se encogen al
enfriarse.
enfriarse.
 Estadilatación o contracción es pequeña,
pero sus consecuencias son importantes.
importantes.

16.  Un elevador usa una cinta metálica de acero
que tiene exactamente 50000 m de longitud a
20ºC
20ºC ¿Qué longitud tiene en un día de verano
caluroso en que la temperatura es de 35ºC?
35ºC?
 Solución
 Se trata de un problema de expansión lineal donde: la
donde:
incógnita es la nueva longitud L = ∆L + Lo y conocemos
Lo= 50000m, To= 20ºC, Tf= 35ºC y el coeficiente de
50000m, 20ºC, 35ºC
expansión lineal para el acero α=1.2 x 10-5 K-1, luego
α=1
 ∆L = α ∆T Lo
 ∆L = 1.2 x 10-5 K-1 (35ºC- 20ºC)(50000m)
35ºC- 20ºC)(50000m)
 ∆L = 9m
 Luego
 L=∆L + Lo
 L= 9m +50000m
50000m
 L = 50009m.
50009m

17. A una temperatura de 15°C una varilla
15°
dehierro tiene una longitud de 5
metros.
metros. ¿cuál será suhierro tiene una
longitud de 5 metros. ¿cuál será
metros.
sulongitud al aumentar la temperatura a
25 °C?
 ¿Cuál es la longitud de un cable de
cobre al disminuir latemperatura a 14
°C, si con una temperatura de 42 °C
temperatura a 14 °C, si con una
temperatura de 42 °C mide 416
metros?mide 416 metros?

18.  Unabarra de aluminio de 0.01 m3 a 16°
16°
C, sea 16°C, se calienta a 44 °C.
16°
Calcular:
Calcular:
 a)¿Cuál será el volumenfinal?
volumenfinal?
 b)¿Cuál fue su dilatación cúbica final?
 c)¿Cuál fue su dilatación cúbica?

19.  Una esfera hueca de acero a 24°C tiene un
24°
volumen de 0.2 m3. Calcular
 a)¿Qué volumen final tendrá a - 4° C en m3.