Temperatura y calor

Maracaibo, 3 de junio de 2006
Unidad Educativa Náutica Almirante Vasco Da Gama
Grado: 9no. Sección: A
Materia: Física
Temperatura y Calor
Índice
Introducción
Desarrollo
1.− Temperatura y energía.
2.− Temperatura y calor.
3.− Medición de la temperatura.
4.− Expansión térmica.
5.− Expansión del agua.
6.− Medida del calor.
7.− Transferencia del calor.
8.− Calor especifico.
9.− Estados de agregación de la materia. Cambio de fases.
Conclusión
Anexos
Introducción
El tema que a continuación se desarrollara, nos explica la asociación de la temperatura y el calor y su
aplicación dentro del campo de la física.
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Todos sabemos que la TEMPERATURA es la sensación física que nos produce el cuerpo cuando entramos
en contacto con el: Observando cambios en nuestro cuerpo cuando cambia nuestra temperatura. Y el CALOR
se da cuando dos cuerpos que tienen diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico, después de un
cierto tiempo, alcanzan la condición de equilibrio en la que ambos cuerpos estarán a la misma temperatura.
Desarrollo
1.− Temperatura y energía:
Todas las sustancias están constituidas por átomos. A la vez, estos últimos se asocian en moléculas, el gran
conjunto de las cuales conforman todos los materiales conocidos.
Las moléculas dentro de la materia están en constante movimiento y ejercen entre si fuerzas de la naturaleza
eléctrica. El movimiento de la moléculas esta asociado a su energía cinética, mientras que las fuerzas
eléctricas están asociadas a la energía potencial intermolecular.
Aun cuando el efecto causado por una molécula aislada puede ser insignificante, en una cantidad
relativamente pequeña de una sustancia cualquiera se concentras miles de millones de moléculas y la acción
de este gran conglomerado de partículas resulta muy significativa.
La temperatura esta íntimamente ligada al movimiento trasnacional y, por lo tanto, a la energía trasnacional de
las moléculas. Mas exactamente, se dice que la temperatura esta asociada a la energía cinética promedio
trasnacional de las moléculas.
La energía cinética trasnacional, junto con las energías cinéticas vibracional y rotacional, así como la energía
potencial, constituyen la energía interna de las moléculas. Sin embargo, solo la energía trasnacional
contribuye al valor de la temperatura de una sustancia u objeto.
Las moléculas en una sustancia se mueven al azar, en una forma desordenada. La energía cinética trasnacional
esta asociada a este movimiento aleatorio y la temperatura es una medida de esta energía desordenada. De allí
que la temperatura se la identifique como energía térmica.
Las sensaciones de caliente o frío están, precisamente, identificadas con el estado de energía térmica de las
sustancias. Cuando tocamos un objeto y lo sentimos caliente es porque existe un alto grado de energía térmica
en el mismo. Por lo contrario, cuando lo sentimos frío su nivel de energía térmica es menor.
2.− Temperatura y calor:
A menudo, los conceptos de temperatura y temperatura son confundidos. Esto es debido a que los dos
términos están íntimamente relacionados. Ya vimos que la temperatura es una medida de la energía térmica
molecular. Cuando dos objetos de temperaturas diferentes entran en contacto, la energía térmica, se transfiere
del objeto mas caliente al más frío. Dichos objetos intercambian energía térmica hasta que se alcanza un
estado de equilibrio térmico que iguala las temperaturas de ambos. Decimos, entonces, que influye calor desde
el objeto mas caliente al más frío. Bajo este esquema, el calor esta relacionado con la transferencia de energía
de un objeto a otro: es energía en movimiento.
El calor es la energía que fluye espontáneamente de un objeto de más alta temperatura a otro de más baja
temperatura, a través de las interacciones aleatorio de sus moléculas.
Como resultado de esa transferencia de energía, un objeto puede aumentar o disminuir su temperatura. De allí,
tal vez resulte la confusión entre temperatura y calor.
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Muchos mecanismos pueden ser utilizados para calentar un cuerpo mediante la transferencia de energía.
Consideremos, por ejemplo, que se desea calentar agua utilizando un recipiente de vidrio y una cocina a gas;
la energía química almacenada en el gas es llevada a través de un tubo al quemador de la hornilla. Cuando se
enciende un fósforo, se realiza trabajo en contra de la fricción para romper los enlaces químicos en la
sustancia que forma la cabeza de del palillo de fósforo. Las moléculas y átomos liberados se combinan con el
oxigeno del aire, liberando energía térmica. Esta energía se transfiere al gas que se enciende. La llama que se
origina produce calor, el cual se propaga hacia el recipiente de vidrio y, de allí, hacia la masa de agua, lo cual
hace aumentar de temperatura a ambos.
Es importante hacer notar aquí que un incremento de calor no necesariamente va acompañado de un aumento
de la temperatura. El agua, por ejemplo, hierve a una temperatura fija (100º C) y por más que se la transfiera
calor adicional, este valor permanece constante. Un aumento de calor no siempre va acompañado de un
aumento de temperatura.
3.− Medición de la temperatura:
Para medir la temperatura se utilizan los termómetros, instrumentos basados en la variación de alguna
magnitud física cuando aumenta o disminuye la temperatura. Los termómetros más comunes se basan en la
contracción o expansión de un líquido cuando disminuye o aumenta la temperatura. El liquido, usualmente
alcohol coloreado o mercurio, se mantiene encerrado en un recipiente de vidrio y sube o baja por un tubo muy
delgado, ubicado en el interior del recipiente.
¿Cómo se gradúa un termómetro? Para medir la temperatura se utilizan, en la práctica diaria, las llamadas
escalas Celsius o Fahrenheit. En el mundo científico se utiliza la escala absoluta o kelvin. Tanto la escala
Celsius como la escala Fahrenheit usan como puntos de referencia las condiciones de congelación y de
ebullición del agua. Como al agua se congela y hierve a temperaturas que son fáciles de conseguir en la
práctica, es la sustancia usualmente utilizada para establecer una escala termométrica. Las escalas de
temperatura se expresan es grados.
Fahrenheit, mediante una mezcla de hielo y sal, estableció el punto de congelación del agua en 32 grados. El
punto de ebullición lo fijó en 212 grados. Entre esos puntos hay 180 grados. Los grados se designan ºF.
Celsius introdujo su escala de temperatura, basada también, en los puntos de congelación y ebullición del
agua. Al punto de congelación le asigno el numero 0 y al de ebullición el numero 100. Entonces, entre esos
dos puntos existen 100 grados. Los grados centígrados se designan como ºC.
La escala absoluta o Kelvin, usada ampliamente en las ciencias, parte de la mínima temperatura que una
sustancia puede tener. Teóricamente, este valor es de −273,15ºC que se denomina cero absoluto. A esta
temperatura cesa todo movimiento molecular. Esta temperatura nunca ha sido alcanzada, aunque se han
logrado valores cercanos a ella. La temperatura absoluta se mide en grado Kelvin (ºK). Cuando se alcanza el
cero absoluto, cesa toso movimiento molecular.
4.− Expansión térmica:
Cuando la temperatura de una sustancia o de un objeto se incrementa, sus moléculas se agitan, aumentando la
distancia media que las separa. El resultado es la expansión de la sustancia u objeto. Con muy pocas
excepciones, la materia se dilata cuando se calienta y se contrae cuando se enfría.
El fenómeno de expansión, como resultado de temperatura, es usualmente tomado en cuenta en las
construcciones civiles y otras aplicaciones de la vida cotidiana. Por ejemplo, cuando se pavimenta un piso es
usual dejar juntas de expansión entre los cuadros del mismo, afín de evitar de que se resquebraje al dilatarse el
cemento. Cuando no se toma esa precaución, se producen grietas en el piso fácilmente observables, debido ala
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fractura del pavimento.
Cuando una tapa de frasco esta muy apretada, a menudo da resultado calentar la tapa, de forma de que esta se
expanda y pueda ser removida con menos dificultad.
La expansión de las sustancias por efecto de la temperatura depende del tipo de sustancia. Los gases se
expanden más fácilmente que los líquidos y estos mas fácilmente que los sólidos, para las mismas condiciones
de temperaturas.
El coeficiente térmico de expansión lineal mide la dilatación de un material en una sola dimensión. Para
cambios relativamente pequeños de temperatura, la expansión lineal es proporcional a las diferencias de
temperaturas iniciales (Ti) y final (T) del material.
5.− Expansión del agua:
Normalmente, las sustancias se expanden cuando aumenta la temperatura y se comprimen cuando esta baja.
Sin embargo, el agua, sustancia fundamental para la vida, presenta un comportamiento anómalo cerca de su
punto de congelación. Si, a partir de 100ºC, se baja la temperatura, el volumen se hace más pequeño, y su
valor desciende hasta que la temperatura alcanza un valor de 4ºC. A partir de allí (volumen V1), el volumen se
incrementa y en 0ºC se alcanza un volumen V2 que es mayor que V1. Como aumenta el volumen, la densidad
(d= m/V) del agua disminuye y, por lo tanto, el hielo resultante puede flotar sobre el agua en estado líquido.
Esta es la causa por la cual es hielo flota en el agua.
La mencionada propiedad del agua ayuda a preservar la fauna y la flora en aquellas regiones donde tienen
lugar temperaturas muy bajas. En estas zonas, los ríos y los lagos se congelan solamente en la superficie. El
hielo así formado, se queda en la parte superior del cuerpo de agua, por poseer menos densidad que el agua
que queda por debajo de la superficie y la cual esta a 4ºC.
El comportamiento anómalo del agua permite preservar la vida de animales y vegetales en las regiones del
clima muy frío. El agua, al congelarse a 0ºC, forma hielo, que por ser mas liviano que el agua liquida,
asciende a la superficie. El agua por debajo de la capa de hielo se mantiene a 4ºC.
6.− Medida del calor:
Ya vimos que el termino calor solo debe utilizarse para designar energía en transición, transferida de un objeto
a otro, debido a la diferencia de temperatura entre los mismos. Cuando se transfiere calor a un objeto, se
incrementa la energía interna del mismo, lo que a la vez trae consigo un aumento de temperatura. Las
expresiones el calor de un objeto o un cuerpo tiene calor porque su temperatura es alta no son exactas desde el
punto de vista de la física. Mas bien, hay que enfatizar lo que ya hemos estudiado sobre la energía interna se
incrementa. Si la temperatura es de un objeto es mayor que la de otro, es porque aquel tiene mayor energía
interna. Si estos objetos entraran en contacto, habrá transferencia de energía del uno al otro: del que tiene más
alta temperatura al que tiene menor temperatura. A esa trasferencia de energía es a lo que se le denomina
calor. Es necesario, mencionar también, que un cuerpo puede aumentar su energía interna y, por lo tanto, su
temperatura, aun cuando no haya transferencia de energía en forma de calor. Por ejemplo, cuando las aspas de
una batidora se mueven para agitar una sustancia liquida, la energía cinética de las mismas origina un aumento
de temperatura en el seno del líquido, al incrementarse la energía interna de este.
La cantidad de energía transferida (calor) a una sustancia u objeto puede ser determinada midiendo el cambio
de temperatura experimentada por una cantidad conocida de masa de la sustancia que absorbe el calor.
Tradicionalmente, se ha tomado el agua como sustancia patrón para medir esa absorción. Sin embargo, en la
práctica es común utilizar como unidad de calor la caloría, unidad que tiene su origen en la teoría del calórico,
sustancia que se supuso, erróneamente, responsable del aumento de la temperatura de los cuerpos.
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Una unidad más grande es la kilocaloría, que es el calor necesario para aumentar en 1ºC la temperatura de
1Kg de agua. (1 Kcal.=1000 cal). Industrialmente se emplea la llamada la unidad térmica británica, btu
(British Termal Unit). Cuya unidad es la cantidad de calor necesario para elevar en 1 ºF la temperatura de 1
libra de agua.
Los acondicionadores de aire vienen marcados en sus placas con valores típicos que van desde 12000 btu
hasta 30000 btu. En realidad, estos valores corresponden a btu por hora y establecen la cantidad de calor
transferida por la unidad acondicionadora durante ese tiempo.
El valor energético de los alimentos (¿les recuerda algo sobre las dietas?) se especifica en kilocalorías, aun
cuando es usual utilizar el término calorías para designarlo. En este caso, la Caloría (con mayúscula)
corresponde a kilocalorías. Así, cuando se dice que un helado de chocolate contiene 400 Calorías, en realidad
nos estamos refiriendo a 400 kilocalorías o 400000 calorías.
Existe una relación entre trabajo mecánico y calor, que determina una equivalencia entre las unidades de
calorías y joules. James Joule, científico ingles, demostró que cuando se hace girar una rueda de paletas en el
interior de un recipiente lleno de agua y aislado térmicamente, por cada 4,19 J de trabajo la temperatura del
agua se eleva1 ºC por gramo, lo que significa: 1 cal = 4,19 J 1 Kcal. = 4190 J
7.− Transferencia del calor:
En física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre
diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante
convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede
ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través
de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador
de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por
radiación.
El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es
la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente
aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y
calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté
en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética
(generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitación.
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Conducción:
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una
varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por
conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos,
pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando
existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también
tienden a ser buenos conductores del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una expresión
matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que la
velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al
gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el signo cambiado).
El factor de proporcionalidad se denomina conductividad térmica del material. Los materiales como el oro, la
plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor, mientras que materiales
como el vidrio o el amianto tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores; conducen muy
mal el calor, y se conocen como aislantes. En ingeniería resulta necesario conocer la velocidad de conducción
del calor a través de un sólido en el que existe una diferencia de temperatura conocida. Para averiguarlo se
requieren técnicas matemáticas muy complejas, sobre todo si el proceso varía con el tiempo; en este caso, se
habla de conducción térmica transitoria. Con la ayuda de ordenadores (computadoras) analógicos y digitales,
estos problemas pueden resolverse en la actualidad incluso para cuerpos de geometría complicada.
Convecciòn:
Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un
movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado
convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su
densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo
gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso
desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido,
se denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de
presiones, con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos.
Supongamos, por ejemplo, que calentamos desde abajo una cacerola llena de agua. El líquido más próximo al
fondo se calienta por el calor que se ha transmitido por conducción a través de la cacerola. Al expandirse, su
densidad disminuye y como resultado de ello el agua caliente asciende y parte del fluido más frío baja hacia el
fondo, con lo que se inicia un movimiento de circulación. El líquido más frío vuelve a calentarse por
conducción, mientras que el líquido más caliente situado arriba pierde parte de su calor por radiación y lo cede
al aire situado por encima. De forma similar, en una cámara vertical llena de gas, como la cámara de aire
situada entre los dos paneles de una ventana con doble vidrio, el aire situado junto al panel exterior que está
más frío desciende, mientras que al aire cercano al panel interior más caliente asciende, lo que produce un
movimiento de circulación.
El calentamiento de una habitación mediante un radiador no depende tanto de la radiación como de las
corrientes naturales de convección, que hacen que el aire caliente suba hacia el techo y el aire frío del resto de
la habitación se dirija hacia el radiador. Debido a que el aire caliente tiende a subir y el aire frío a bajar, los
radiadores deben colocarse cerca del suelo (y los aparatos de aire acondicionado cerca del techo) para que la
eficiencia sea máxima. De la misma forma, la convección natural es responsable de la ascensión del agua
caliente y el vapor en las calderas de convección natural, y del tiro de las chimeneas. La convección también
determina el movimiento de las grandes masas de aire sobre la superficie terrestre, la acción de los vientos, la
formación de nubes, las corrientes oceánicas y la transferencia de calor desde el interior del Sol hasta su
superficie.
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Radiación:
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que
intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación
es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas
electromagnéticas. Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la
única explicación general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert
Einstein sugirió que la radiación presenta a veces un comportamiento cuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la
radiación se comporta como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como ondas. La naturaleza
cuántica de la energía radiante se había postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en 1900 el
físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el formalismo matemático de la mecánica estadística
para derivar una ley fundamental de la radiación. La expresión matemática de esta ley, llamada distribución de
Planck, relaciona la intensidad de la energía radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda
determinada con la temperatura del cuerpo. Para cada temperatura y cada longitud de onda existe un máximo
de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo negro) emite radiación ajustándose exactamente a la ley de
Planck. Los cuerpos reales emiten con una intensidad algo menor.
La contribución de todas las longitudes de onda a la energía radiante emitida se denomina poder emisor del
cuerpo, y corresponde a la cantidad de energía emitida por unidad de superficie del cuerpo y por unidad de
tiempo. Como puede demostrarse a partir de la ley de Planck, el poder emisor de una superficie es
proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. El factor de proporcionalidad se denomina
constante de Stefan−Boltzmann en honor a dos físicos austriacos, Joseph Stefan y Ludwig Boltzmann que, en
1879 y 1884 respectivamente, descubrieron esta proporcionalidad entre el poder emisor y la temperatura.
Según la ley de Planck, todas las sustancias emiten energía radiante sólo por tener una temperatura superior al
cero absoluto. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la cantidad de energía emitida. Además de emitir
radiación, todas las sustancias son capaces de absorberla. Por eso, aunque un cubito de hielo emite energía
radiante de forma continua, se funde si se ilumina con una lámpara incandescente porque absorbe una
cantidad de calor mayor de la que emite.
Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiación incidente. Generalmente, las superficies mates y
rugosas absorben más calor que las superficies brillantes y pulidas, y las superficies brillantes reflejan más
energía radiante que las superficies mates. Además, las sustancias que absorben mucha radiación también son
buenos emisores; las que reflejan mucha radiación y absorben poco son malos emisores. Por eso, los utensilios
de cocina suelen tener fondos mates para una buena absorción y paredes pulidas para una emisión mínima,
con lo que maximizan la transferencia total de calor al contenido de la cazuela.
Algunas sustancias, entre ellas muchos gases y el vidrio, son capaces de transmitir grandes cantidades de
radiación. Se observa experimentalmente que las propiedades de absorción, reflexión y transmisión de una
sustancia dependen de la longitud de onda de la radiación incidente. El vidrio, por ejemplo, transmite grandes
cantidades de radiación ultravioleta, de baja longitud de onda, pero es un mal transmisor de los rayos
infrarrojos, de alta longitud de onda. Una consecuencia de la distribución de Planck es que la longitud de onda
a la que un cuerpo emite la cantidad máxima de energía radiante disminuye con la temperatura. La ley de
desplazamiento de Wien, llamada así en honor al físico alemán Wilhelm Wien, es una expresión matemática
de esta observación, y afirma que la longitud de onda que corresponde a la máxima energía, multiplicada por
la temperatura absoluta del cuerpo, es igual a una constante, 2.878 micrómetros−Kelvin. Este hecho, junto con
las propiedades de transmisión del vidrio antes mencionadas, explica el calentamiento de los invernaderos. La
energía radiante del Sol, máxima en las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en
el invernadero. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero, predominantemente
de longitudes de ondas mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio.
Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es
mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior.
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Además de los procesos de transmisión de calor que aumentan o disminuyen las temperaturas de los cuerpos
afectados, la transmisión de calor también puede producir cambios de fase, como la fusión del hielo o la
ebullición del agua. En ingeniería, los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de forma que
aprovechen estos fenómenos. Por ejemplo, las cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra a
velocidades muy altas están dotadas de un escudo térmico que se funde de forma controlada en un proceso
llamado ablación para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula. La mayoría del calor
producido por el rozamiento con la atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en aumentar la
temperatura de la cápsula.
8.− Calor especifico:
Cuando se suministra un calor a un objeto, la energía interna del mismo se incrementa, originando tanto un
incremento de temperatura, como un aumento de la energía potencial asociada con las fuerzas
intermoleculares. Sin embargo, es significativo el hecho que cantidades iguales de calor aplicadas a objetos de
igual masa, pero de naturaleza distinta, originan diferentes cambios de temperatura. Esto tiene que ver con las
distintas estructuras moleculares de la materia. En cierta forma, el calor específico puede ser concebido como
una inercia térmica. Así, como la inercia mecánica se define como la resistencia de un objeto a cambiar su
estado de movimiento, la inercia térmica es la resistencia de una sustancia a cambiar su temperatura.
9.− Estados de agregación de la materia. Cambio de fases.
Estado liquido:
Es uno de los cinco estados de agregación de la materia, un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en
condiciones de temperatura y presión constante y su forma es definida por su contenedor. Un líquido ejerce
presión en el contenedor con igual magnitud hacia todos los lados. Si un líquido se encuentra en reposo, la
presión que ejerce esta dada por:
Donde es la densidad del líquido y z es la distancia del punto debajo de la superficie.
Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se expanden cuando se incrementa su
temperatura y se comprimen cuando se enfrían. Los objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un
fenómeno conocido como flotabilidad.
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Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias
intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen.
Cuando un líquido sobrepasa su punto de ebullición cambia su estado a gaseoso, y cuando alcanza su punto de
congelación cambia a sólido.
Por medio de la destilación fraccionada, los líquidos pueden separarse de entre sí al evaporarse cada uno al
alcanzar sus respectivos puntos de ebullición. La cohesión entre las moléculas de un líquido no es lo
suficientemente fuerte por lo que las moléculas superficiales se pueden evaporar.
Es importante mencionar que el vidrio a temperaturas normales no es un sólido sino un líquido súper
congelado.
Líquidos, sustancias en un estado de la materia intermedio entre los estados sólido y gaseoso. Las moléculas
de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los
gases. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido
presente propiedades anisotrópicas (propiedades, como el índice de refracción, que varían según la dirección
dentro del material). En condiciones apropiadas de temperatura y presión, la mayoría de las sustancias puede
existir en estado líquido. A presión atmosférica, sin embargo, algunos sólidos se subliman al calentarse; es
decir, pasan directamente del estado sólido al estado gaseoso (véase Evaporación). La densidad de los líquidos
suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en estado sólido. Algunas sustancias, como el
agua, son más densas en estado líquido.
Estado sólidos:
Se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están
unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.
En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones
fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad
espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.
Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas.
Estado gases:
Igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También
son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de
partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que
los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus
partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un
límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes
del recipiente, por lo que aumenta la presión.
Conclusión
Son verdaderamente conocidos los materiales que conforman los átomos y las moléculas. Y la relación que
tiene la molécula, la energía cinética y la temperatura se ven reflejados en este trabajo.
Cuando varios cuerpos de diferentes temperaturas se encuentran en un recinto adiabático, se producen
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intercambios caloríficos entre ellos, alcanzando la temperatura de equilibrio al cabo de cierto tiempo.
Aun cuando no sea posible determinar el contenido total de energía calórico de un cuerpo, puede medirse la
cantidad que se toma a se cede al ponerlo en contacto con otra diferente temperatura. Esta cantidad de energía
en transito de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura es lo que hemos deducido que es
física por calor.
De la misma forma hemos podido concluir y experimentas los diferentes cambios que sufre la materia.
Anexos
Termómetro
Transferencia del calor
Estado solidó
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Estado liquido
Estado gaseoso
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