Calor y temperatura

Calor
y
Temperatura
Profesor José Luis Gajardo

¿Es lo mismo calor
que temperatura?
Calor
Es el nombre que se da cuando existe energía
térmica en tránsito entre dos cuerpos a distinta
temperatura.
En termodinámica calor corresponde simplemente a
transferencia de energía.
En termodinámica, se relaciona con la Ley Cero.
Temperatura
Magnitud escalar que se relaciona directamente
con la energía cinética promedio de las partículas.
http://www.uruguayeduca.edu.uy/UserFiles/P0001/File/ppiocero.swf

Profesor José Luis GajardoCómo se mide la
temperatura?
Su funcionamiento se basa en la
dilatación que experimenta un
fluido al aumentar o reducir la
temperatura.

Profesor José Luis GajardoTipos de escalas
Celsius:
Su cero es la temperatura de fusión del agua, los
100° es el punto de ebullición (a 1 atm).
Fahrenheit:
su cero es la temperatura en la cual convive agua, sal y
hielo, su 30° es cuando la mezcla anterior es sin sal.
Kelvin:
Su cero es la menor temperatura que puede tener un
cuerpo, el hielo se funde, aproximadamente, a 273 K.

http://www.fisic.ch/cursos/segundo-
medio/calor-y-temperatura/

K – 273
5
9
Conversión entre
escalas

 Actividad:
 Expresar las siguientes temperaturas en las otras dos
escalas restantes.
273,15
-459,58
32
-273,15
255,56-17,78
90 363,15
773,15 932
49,85 121,73

Preguntas de análisis
• Si un cuerpo A tiene una temperatura de 320 K y otro cuerpo
B tiene una temperatura de 47 (°C), ¿Cuál de las siguientes
afirmaciones es incorrecta? (considere 0°C = 273K)
A) La temperatura de ambos cuerpos es la misma
B) El cuerpo A tiene una temperatura de 116,6 °F
C) Si ambos cuerpos aumentan su temperatura en
10 grados, entonces sus temperaturas ya no serán las
mismas.
D) El cuerpo B tiene una temperatura de 116,6 °F
E) La agitación de las moléculas de A y B son equivalentes.
A

• Si un vaso con agua aumenta su temperatura en 1 (°C)
cuál será la variación en la escala Kelvin y en la escala
Fahrenheit respectivamente?
A) No varía su temperatura en esas escalas.
B) 274 y 33,8
C) 273 y 30,2
D) 1 y 1,8
E) N.A.
D

Profesor José Luis GajardoDilatación térmica
En general, cuando los cuerpos incrementan su
temperatura, se dilatan, es decir, pueden aumentar
sus dimensiones.
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.
La contracción térmica es la
disminución de propiedades métricas
por disminución de la misma.

Dilatación lineal
La ecuación de
dilatación lineal es:
Consideraremos un cuerpo de manera lineal si el largo es
preponderante por sobre el ancho y el alto.
Donde:
coeficiente de
dilatación lineal

Algunos coeficientes de
dilatación lineal:

• Un alambre de cobre de 50 (m) se encuentra a
temperatura ambiente de 20 (°C). Si tras una falla
eléctrica la temperatura aumentó a 80 (°C), calcular
la dilatación experimentada por el alambre.
A) 5,1 (cm)
B) 51,051 (m)
C) 50,51 (m)
D) 4500 (cm)
E) N.A.
Ejercicios:
A

• Un riel de acero de una línea de tren tiene un largo de
1,5 (km) a las 3 de la tarde, cuando la temperatura es
de 30 (°C). ¿Cuál es el largo del riel a las 9 de la
noche, cuando la temperatura es de 10 (°C)?
A) 0,36 (m)
B) 1499,64 (m)
C) 1500,36 (m)
D) 0,36 (km)
E) 360 (m)
B

• ¿Cuál es el coeficiente de dilatación de un cuerpo de
largo inicial 1 (m) cuya dilatación es de 0,00015 (m) y
que experimentó un cambio de temperatura de 3 (°C)?
¿De qué material está hecho cuerpo?
Desarrollo:
∆𝑙 = 𝑙0 •  • ∆T, entonces
 =
∆𝑙
𝑙0 • ∆𝑇
, reemplazando, resulta:
 =
0,00015 m
1m • 3°C
, luego  = 5,0 • 10-5
Corresponde a hielo

Dilatación superficial
La ecuación de dilatación
superficial es:
Consideraremos la dilatación superficial cuando el largo y el
ancho del cuerpo son preponderantes por sobre el alto.
Donde:

• El vidrio de un edificio tiene forma de cuadrado, con una
superficie de 16 (m2). Si en un día de verano hay una
temperatura de 35 (°C), mientras que en un día de invierno
la temperatura es de -5 (°C), ¿cuál es la dilatación
superficial que experimentó el vidrio en el día de
invierno?
A) 0,00448 (m2)
B) -0,000448 (m2)
C) 0,00896 (m2)
D) -0,00896 (m2)
E) -0,00448 (m2)
Ejercicios:
E

• La superficie de una placa de hielo del ártico es de
110.000 (km2). Si por el calentamiento global , la
temperatura del ártico aumenta en 3 grados Celsius, ¿cuál
es la dilatación de la superficie de la placa de hielo?
A) 16,83 (km2)
B) 33,66 (km2)
C) 33660 (m2)
D) 330000 (km2)
E) 110033,66 (km2) B

Profesor José Luis GajardoDilatación volumétrica
Su ecuación es:
V = V0 + ∆V
∆V = V0 ∙3 ∙ α ∙ ∆T
En este caso, ninguna de sus dimensiones es
despreciable.
Donde:

1. El dado macizo más grande del mundo está hecho de
Zinc. La medida de su arista es de 2(m) a una
temperatura de 30 (°C). Si trasladan el dado a una ciudad
cuya temperatura es de 0 (°C), ¿cuál es el volumen del
dado a esa temperatura?
Ejercicios:
Desarrollo:
∆𝑙 = 𝑙0 • 3 • ∆𝑇, entonces:
𝑙 𝑓 − 𝑙0 = 𝑙0 • 3 • ∆𝑇,
𝑙 𝑓 = 𝑙0 • 3 • ∆𝑇 + 𝑙0
𝑙 𝑓 = - 0,01872 m3 + 8 m3
𝑙 𝑓 = 7,9813 m3

2. Una piscina de 6 (m3) se llena con agua hasta el borde en la
noche cuando la temperatura es de 5 (°C). Si al mediodía
del día siguiente la temperatura ambiente es de 25°C,
¿cuántos litros de agua habrá derramado la piscina?
(Considere  = 2,0 • 10-5 °C-1)
3. ¿Cuál es la dilatación de un cubo hecho de cuarzo de 3
(m3) y que ha sufrido una disminución de 200 (°C) en su
temperatura?.
Respuesta: 7,2 • 10-4 m3 (0,72 litros)
Respuesta: 7,2 litros

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