Complementary theory for Physics I students during the semester of April-August 2017 (Yachay Tech, Ecuador)

1. G A S E S I D E A L E S
UNIDAD 7

2. 7.4. CALORIMETRÍA
• Si dos sistemas separados por un conductor no están en
equilibrio sus temperaturas, a causa del Principio 0,
serán diferentes.
• Ambos sistemas tenderán al equilibrio mediante la
transferencia de energía en forma de calor.
• Si bien la temperatura es una propiedad de un solo
cuerpo el calor necesita de la presencia de dos o más
cuerpos.
• El calor intercambiado es proporcional a la diferencia
de temperaturas

3. 7.4. CALORIMETRÍA
• Se tiene que C es la capacidad calorífica. En el
Sistema Internacional sus unidades son J/K.
• En condiciones de intercambio de calor a volumen
constante todos los gases monoatómicos poseen una
capacidad calorífica de
• Para gases diatómicos esa capacidad valdrá
• Esta igualdad de valores es la regla de Dulong y Petit.

4. 7.4. CALORIMETRÍA
• Los gases ideales cumplen que
• Se tiene que Cp es la capacidad calorífica a presión
constante y Cp > CV.
• La división de ambos valores da el conocido coeficiente
adiabático

5. 7.4. CALORIMETRÍA
• La diferencia entre capacidades caloríficas se debe a
que las moléculas no solo se trasladan, sino que rotan
y vibran (en ese orden).
• Es más, la capacidad calorífica depende de la masa del
sistema
• Por consiguiente
• Se tiene que c es el calor específico con unidades en
el Sistema Internacional de J/(kg K).

6. 7.4. CALORIMETRÍA
• El calor específico se entiende como la energía
necesaria que ha de recibir (liberar) un sistema de 1 kg
para aumentar (disminuir) su temperatura en 1 K.
• Para el agua se tiene uno de los mayores calores
específicos de la naturaleza
• Para el calor existen otras unidades que no son el julio.
La caloría es una de ellas.

7. 7.4. CALORIMETRÍA
• Si varios subsistemas
conforman un sistema aislado
del exterior, el estudio de su
evolución se conoce como
calorimetría.
• Debido al aislamiento, el calor
que desprendan unos
subsistemas será el calor que
absorban los demás
subsistemas

8. 7.4. CALORIMETRÍA
• El calor puede transmitirse entre subsistemas mediante
tres mecanismos:
• Conducción: el calor se transmite por contacto físico debido a la
excitación de las partículas. El fenómeno se rige mediante la ley
de Fourier.
• Convección: el calor se transmite mediante un medio de
contacto que es fluido. El fenómeno se rige mediante la ley de
Newton.
• Radiación: el calor no necesita ser transmitido por un medio, ya
que se transmite mediante ondas electromagnéticas. La ley de
Stefan-Boltzmann describe el fenómeno.

9. 7.4. CALORIMETRÍA
• Si tenemos un sistema
unidimensional, el cambio de
temperatura cambia la longitud
del sistema.
• Este fenómeno se conoce como
expansión térmica.
• La expansión (o contracción)
dependerá del coeficiente de
expansión lineal, a:

10. 7.4. CALORIMETRÍA
• El fenómeno es extrapolable para objetos volumétricos.
En este caso, el coeficiente de expansión
volumétrico, b, será exactamente 3a.