Temperatura y expansiónTemperatura y expansión
Capítulo 16Física Sexta edición Paul E. Tippens
Capítulo 16Física Sexta edición Paul E. Tippens
Temperatura y energía térmicaTemperatura y energía térmica La medición de la temperaturaLa medición de la temperatura El termómetro de gasEl termómetro de gas La escala de temperatura absolutaLa escala de temperatura absoluta Dilatación linealDilatación lineal Dilatación de áreaDilatación de área Dilatación de volumenDilatación de volumen La dilatación anómala del aguaLa dilatación anómala del agua
Temperatura y energía térmicaTemperatura y energía térmica
La La energía térmicaenergía térmica representa la energía interna total de representa la energía interna total de un objeto: la suma de sus energías moleculares potencial un objeto: la suma de sus energías moleculares potencial y cinética.y cinética.
Cuando dos objetos con Cuando dos objetos con diferentes temperaturasdiferentes temperaturas se ponen en contacto, se ponen en contacto, se se transfiere energía transfiere energía de uno de uno a otro.a otro.
Se dice que dos objetos Se dice que dos objetos están en están en equilibrio térmicoequilibrio térmico si y sólo si tienen la misma si y sólo si tienen la misma temperatura.temperatura.
El El calor calor se define como la transferencia de energía térmica se define como la transferencia de energía térmica debida a una diferencia de temperatura.debida a una diferencia de temperatura.
La medición de la temperaturaLa medición de la temperatura
Un Un termómetrotermómetro es un dispositivo que, mediante una escala es un dispositivo que, mediante una escala graduada, indica su propia temperatura.graduada, indica su propia temperatura.
Los puntos fijos Los puntos fijos superior e inferior superior e inferior fueron necesarios fueron necesarios para establecer la para establecer la gradación de los gradación de los termómetros.termómetros.
El El punto fijo inferiorpunto fijo inferior (punto de (punto de congelación) es la temperatura a la cual congelación) es la temperatura a la cual el agua y el hielo coexisten en equilibrio el agua y el hielo coexisten en equilibrio térmico bajo una presión de 1 atm.térmico bajo una presión de 1 atm.
El El punto fijo superiorpunto fijo superior (punto de (punto de ebullición) es la temperatura a la ebullición) es la temperatura a la cual el agua y el vapor coexisten en cual el agua y el vapor coexisten en equilibrio bajo una presión de 1 atm.equilibrio bajo una presión de 1 atm.
t tC F 59 32 t tC F 5
9 32 3259 CF tt 325
9 CF tt
El termómetro de gasEl termómetro de gas
El termómetro El termómetro aa volumen constante volumen constante
El termómetro El termómetro aa presión constante presión constante
La escala de temperatura absolutaLa escala de temperatura absoluta
0Temperature
Temperatura
Pre
sión
100°C(punto de ebullición)
373 K
0°C(punto de
congelación)273 K
Cero absoluto-273°C
0 K
T tK C 273T tK C 273
El cero absoluto en la escala Rankine es -460° F
El cero absoluto en la escala Rankine es -460° F
Agua Líquida
Vapor de AguaHielo de
Agua
Dilatación linealDilatación lineal
L0
L
Lt0
tt L L t 0
L L t 0
tLL
0
LinealExpansión de eCoeficient
tLL
0
LinealExpansión de eCoeficient
Dilatación de áreaDilatación de área
A A t 0 A A t 0
donde:
A = cambio en el área = coficiente de dilatación de área
A0 = área originalt = cambio en la temperatura
donde:
A = cambio en el área = coficiente de dilatación de área
A0 = área originalt = cambio en la temperatura
Dilatación de volumenDilatación de volumen
V V t 0 V V t 0
donde:
V= cambio en el volumen = coeficiente de dilatación de volumen
V0 = Volumen originalt = cambio en la temperatura
donde:
V= cambio en el volumen = coeficiente de dilatación de volumen
V0 = Volumen originalt = cambio en la temperatura
V0
VVV
La dilatación anómala del aguaLa dilatación anómala del agua
La La densidad densidad del agua, del agua, y por lo tanto su y por lo tanto su volumenvolumen, se dilatan , se dilatan con cambios en la con cambios en la temperatura temperatura sobresobrey debajo dey debajo de 4ºC4ºC..
Conceptos clave Conceptos clave
• Energía térmicaEnergía térmica
• TemperaturaTemperatura
• Equilibrio térmicoEquilibrio térmico
• TermómetroTermómetro
• Punto de Punto de congelacióncongelación
• Punto de ebulliciónPunto de ebullición
• Escala CelsiusEscala Celsius
• Escala FahrenheitEscala Fahrenheit
• Cero absolutoCero absoluto
• Escala KelvinEscala Kelvin
• Escala RankineEscala Rankine
• Coeficiente de Coeficiente de dilatación linealdilatación lineal
Resumen de ecuaciones Resumen de ecuaciones
3295 FC tt 329
5 FC tt
T tK C 273T tK C 273 T tR F 460T tR F 460
TLLL 00 TLLL 00
L L t 0 L L t 0 A A t 0
A A t 0 V V t 0 V V t 0
A A A t 0 0 A A A t 0 0 V V V t 0 0 V V V t 0 0
2 2 3 3 L
L t0
L
L t0
3259 CF tt 325
9 CF tt
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