sesion doss

1. FISICA 1
Lic:.John Flores Tapia
jflores@tecsup-aqp.edu.pe

2. FISICA I
Al finalizar el curso, el participante estará en condiciones de:
• Conocer los principios básicos de los
fenómenos que gobiernan la física clásica.
• Aplicar los principios básicos a situaciones
específicas y poder asociarlos con situaciones
reales.
• Analizar algunos de los fenómenos físicos; así
como, su aplicación a situaciones reales.

3. FISICA I
Contenido
• Temperatura : Termómetros y escalas de Temperatura.
• Dilatación , expansión térmica.
• Calor , unidades de calor ,equivalente mecánico del calor,
capacidad calorífica, calor especifico.
• Calorimetria,calor latente y calor sensible.
• Transferencia de calor, conducción ,convección y radiación

4. Dos losas de concreto de un Puente de 250m de largo se colocan justo en sus
extremos ,de modo que nos e permite espacio para expansión según la figura .Si
ocurre un aumento de temperatura de 20ºC¿Cuál es la altura “y” a la cual las losas
se elevan cuando se pandean ?

5. Dilatación de los cuerpos

6. Una bola de acero de 8cm de diámetro tiene
0.01mm mas de diámetro que el orificio de una
plancha de la ton a donde se debe alojar .cuando
tanto como la plancha están a una temperatura de
30ºC ¿A qué temperatura se encontraran la bola y
la plancha para que esta pueda pasar por el
agujero?
αacero=12x10-6ºC-1 ,αlaton=19x10-6ºC-1

7. Estados físicos de la materia
• La materia que
comúnmente
encontramos existe en
una de las tres fases:
Sólida (glaciar), líquida
(agua) y gaseosa (aire y
vapor de agua)

8. Calor
• FUNDICIÓN: Se
requieren casi 289
Joules de calor para
fundir un gramo de
acero. En este capítulo
se definirá la cantidad
de calor para elevar la
temperatura y cambiar
la fase de una
sustancia.

9. Calor
• Dado que el calor es energía, el joule es la unidad
preferida. Entonces, la energía mecánica y el calor
se miden en la misma unidad fundamental

10. Calor
• El calor no es algo que
tenga un objeto, sino Agua fría
más bien la energía
que absorbe o entrega.
Ejemplo la pérdida de
calor por carbones Carbones
calientes
calientes es igual a la
que gana el agua.

12. Calor
• El equilibrio térmico se
Equilibrio térmico
alcanza cuando deja de
fluir calor, es decir
cuando todo queda a
la misma temperatura.
(temperatura final)

13. Calor
• Equilibrio térmico.-sucede cuando dos objetos en
contacto alcanzan la misma temperatura.

14. Calor
El efecto del calor 200C 220C
depende de la cantidad
de materia calentada.
La masa más grande
experimenta un 600 g
aumento más pequeño 200C 300C
en temperatura.
200 g

15. Capacidad calorífica
La capacidad calorífica de una sustancia es el calor
que se requiere para elevar la temperatura un
grado.
Plomo Vidrio Al Cobre Hierro
1000C 1000C 1000C 1000C 1000C
37 s 52 s 60 s 83 s 90 s
Capacidades caloríficas con base en el tiempo para
calentar de cero a 1000C. ¿Cuál tiene la mayor
capacidad calorífica?

16. Capacidad calorífica (continúa)
Todas a 100 00Cse colocan en un bloque de
Todas a 100 C se colocan en un bloque de
parafina
parafina
Plomo Vidrio Al Cobre Hierro
Las bolas de hierro y cobre funden la parafina y salen
del otro lado; otras tienen capacidades caloríficas
menores.

17. Calor
• La capacidad calorífica específica de un material es
la cantidad de calor necesario para elevar la
temperatura de una unidad de masa en un grado.

18. Calor

19. Calor
• Capacidad Calorifica-es
la capacidad que
tienen los materiales
para almacenar calor.
No todos los
materiales tienen la
misma capacidad por
eso que su dilatación
es diferente.

20. Calor
Cuando ocurre un cambio de fase, sólo hay un
cambio en energía potencial de las moléculas. La
temperatura es constante durante el cambio.
Vaporización
Sólido Líquido
Gas
fusión
Q = mLf Q = mLv

21. Calor
• Calor latente de fusión (Lf) de una sustancia es el
calor por unidad de masa que se requiere para
cambiar la sustancia de la fase sólida a la líquida de
su temperatura de fusión.

22. Calor
El calor latente de vaporización (Lv) de una
sustancia es el calor por unidad de masa que se
requiere para cambiar la sustancia de líquido a
vapor a su temperatura de ebullición.

23. Capacidad calorífica

24. Calor

25. Calor
• Ejemplo:¿Cuánto calor se necesita para convertir 10 g de
hielo a -200C to steam at 1000C?

26. Calor
• Ejemplo ¿Cuántos
gramos de hielo a 00C
se deben mezclar
con cuatro gramos
de vapor para
producir agua a
600C?

27. Calor
• Ejemplo:Un puñado
de perdigones de
cobre se calienta a
900C y luego se
sueltan en 80 g de
agua en un vaso a
100C. Si la
temperatura de
equilibrio es 180C,
¿cuál fue la masa del

28. Calor
• Ejemplo: Cincuenta
gramos de hielo se
mezclan con 200 g
de agua inicialmente
a 700C. Encuentre la
temperatura de
equilibrio de la
mezcla.

31. Un alumno de electrotecnia de la institución
Tecsup .mide el calor especifico de un liquido
desconocido sumergiendo en el una resistencia
eléctrica .La energía eléctrica se convierte en
calor transferido al liquido durante 150s con
razón constante de 80 watts .La masa del liquido
es de 0.78Kg y su temperatura aumenta de
17.55ºC a 55.54ºC
¿Calcula el calor específico medio del liquido en
ese intervalo de temperatura .Suponga que la
cantidad de calor que se transfiere al recipiente
es despreciable y que no se transfiere calor al
entorno?

32. 2
Radiacion Solar(W/m ) en funcion del Tiempo(h)
11:49:00 11:56:32
1120
1100
)
2
1080
Radiacion Solar (W/m
1060
1040
1020
1000
09:52 10:27 11:02 11:37 12:12
Tiempo (Horas)

33. Un recipiente para cocinar sobre un quemador lento contiene 5Kg de agua y una
masa desconocida de hielo en equilibrio a 0ºC en el tiempo t=0 .La temperatura de
la muestra se mide en varios tiempos así como se muestra en la grafica .Durante
los primeros 40min la mezcla permanece a 0ºC .De 40 a 60 min la temperatura
aumenta en 3ºC Despreciando la capacidad calorífica del recipiente ¿Determinar la
masa de hielo inicial?.
• Cf agua=3.33x10^5 J/Kg

34. DESCRIPCION DE LOS MECANISMOS DE
INTERCAMBIO DE CALOR ENTRE DOS
CUERPOS
• Se sabe que el calor fluye siempre desde un cuerpo de “alta”
temperatura hacia otro de “baja” temperatura.
Los materiales aislantes que se usan en las paredes de un caldero,
sirven solo para disminuir la transferencia de calor desde el interior al
exterior.
• CONDUCCIÓN
En la conducción, el calor es transportado a través de un material
(sólido, líquido o gaseoso).
 = K . A. dT
Q
dx

35. CONVECCIÓN
Cuando un fluido es calentado, su densidad
disminuye y el resultado es un flujo continuo
de fluido frío hacia la zona caliente y de fluido
caliente alejándose de dicha área,
estableciéndose una corriente llamada
convección.

36. RADIACION
La cantidad de energía térmica sobre un
cuerpo depende de factores de: tamaño,
forma y de la sustancia que lo conforma, La
energía radiante se desplaza en forma de
ondas electromagnéticas que viajan por el
medio.
Qrad = εσA(Ts − T∞ )
4 4

R

38. • En unidades SI, por lo general mediciones
pequeñas de longitud L y área A se deben convertir
a metros y metros cuadrados, respectivamente,
antes de sustituir en fórmulas.

39. K

40. Comparación de corrientes caloríficas para
condiciones similares: L = 1 cm (0.39 in); A = 1
m2 (10.8 ft2); ∆t = 100 C0

41. • Ejemplo 1: Una gran
ventana de vidrio mide 2
m de ancho y 6 m de alto.
La superficie interior está
a 20 0C y la superficie
exterior a 12 0C. ¿Cuántos
joules de calor pasan a
través de esta ventana en
una hora? Suponga L = 1.5
cm y que k = 0.8 J/s.m.ºC

42. • Ejemplo 2: La pared de una
planta congeladora está
compuesta de 8 cm de
tablero de corcho y 12 cm
de concreto sólido. La
superficie interior está a
-200C y la superficie
exterior a +250C. ¿Cuál es
la temperatura de la
interfaz ti?

44. Una barra de oro esta térmicamente en contacto con una barra de plata que es el
cuádruple de la longitud que la barra de oro pero poseen la misma área .Un
extremo de la barra combinada se mantiene a 120ºC mientras que el extremo
� �
opuesto esta a 40ºC.Cuando la transferencia de energía lleva a un estado estable
� 𝐴� = 314 � 𝐴� = 427
¿Cuál es la temperatura de la unión ?
�º� �º�

45. 2
Un enfriador de espuma de estireno tiene un área superficial de 0,5m y un espesor medio
de 2 cm . ¿Cuánto tiempo tardarán 1,5 kg de hielo fundirse en el enfriador si la
0
temperatura exterior es de 30 C (la conductividad térmica de la espuma de estireno es de
0
0,03 W/m. C.)

46. • La tasa de radiación R es la energía emitida
por unidad de área por unidad de tiempo
(potencia por unidad de área).

47. • Ejemplo Una
superficie esférica de
12 cm de radio se
calienta a 627 0C. La
emisividad es 0.12.
¿Qué potencia se
radia?

48. CONSULTAS?
Gracias