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Física térmica y termodinámica, Física térmica - Coggle Diagram
Física térmica y termodinámica
Gases ideales
¿Qué es?
Cada molecula se comporta como si estuviese aislada del resto
Cada partícula tiene volumen cero.
Leyes
Boyle
PV = constante (T= Constante)
La agitación térmica no cambia
conservación de energía o adiabático
Q = constante (Q=cte)
Charles y Gay Lussac
P/T = constante (V=cte)
V/T = constante (P=cte)
Ecuación
estado del gas ideal
relación entre v.macroscópicas: presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia
mₜₒₜaₗ = n*M
M es la masa de una mol de gas
Constante de Boltzmann
Valor de k = 1,38 * 10⁻²³
J/molecula K
Diagramas P - V
usual representar los procesos de gases ideales en gráficos denominados PV
La ecuación de Van der Waals
modelo de un gas en el cuál, a diferencia del gas ideal, considere los volúmenes de los átomos o moléculas y las fuerzas de interacción
Diagramas P - V: Isotermas del gas real
Capacidad calórica y calor específico
Capacidad calórica
Fórmula
C = Q/ΔT
C: Capacidad calorífica
Q: Calorías
ΔT: Cambio de tiempo
Es la cantidad de calor que un cuerpo debe absorber o ceder para elevar o disminuir, respectivamente, su temperatura en 1 [°C]. La capacidad calórica se designa por C y es característica de cada cuerpo. Mientras mayor sea la capacidad calórica del cuerpo, más costará calentarlo o enfriarlo.
Calor específico
Se define como la capacidad calórica por unidad de masa. Es característica de cada material
Fórmula
c = C/m = Q / (m . ΔT)
c: Calor específico
C: Capacidad calorífica
ΔT: Cambio de temperatura
m: masa
Cambios de fase
Leyes de cambio de fase
Punto crítico
La cantidad de calor absorbido, es la misma que se requiere para revertir el proceso
Temperatura crítica
Durante un cambio de fase
La temperatura durante el proceso se mantiene constante
L=±Q/M
L = Calor latente de cambio de fase
Q = Cantidad de calor
M = Masa
Sublimación inversa (liberación de energía)
Solidificación
Condensación
Sublimación (absorción de energía)
Vaporización
Fusión
Ley de enfriamiento de Newton
Definición
Un cuerpo con una temperatura diferente a la del ambiente en el que se encuentra termina, irremediablemente, alcanzando la temperatura de su entorno.
Gráfica de enfriamiento - calentamiento
La ley de enfriamiento de Newton es una relación empírica y expresa que la cantidad de calor que fluye en la unidad de tiempo hacia el cuerpo, o desde él, es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el ambiente.
Física térmica
Definiciones conceptuales
Transferencia de Calor
Formas de transferencia de calor
Conducción: El calor se transmite de una partícula a otra, avanzando paulatinamente por el material. Esta forma de propagación del calor ocurre solo en los sólidos.
Radiación: Corresponde a la transmisión del calor por medio de ondas electromagnéticas (principalmente del espectro infrarrojo), pudiendo viajar grandes distancias a través del vacío, sin calentar el espacio intermedio.
Convección: Corresponde a la transmisión del calor en los fluidos (líquidos y gases), mediante corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes.
Calor y Temperatura
Se puede decir que es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo o sistema.
Es magnitud escalar
Celsius °C
Kelvin °K
Farenheit °F
Calor: la energía en tránsito que fluye, natural y espóntaneamente, desde un cuerpo o sistema más caliente a otro más frío.
Es magnitud escalar
[calorías] = [cal].
Equilibrio Térmico
Al aislar dos cuerpos a distinta temperatura, fluirá calor desde el cuerpo más caliente (quien cederá calor, enfriándose) hacia el cuerpo más frío (quien absorberá calor, calentándose) hasta que sus temperaturas se igualen; cuando esto suceda, el sistema se encontrará en equilibrio térmico.
Principio calorimétrico de mezclas
En un sistema aislado térmicamente, el calor que pierde el material más caliente se transfiere en su totalidad al material más frío, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura.
Bases teóricas
Gráficas
Ejemplos
