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• Cedric Monroy

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Facultad De Ingeniería

División De Ciencias Básicas

Coordinación de Física General y Química

Departamento de Termodinámica

Alumno: Mendoza Villa Omar Profesor: Martínez Bautista Abraham Laurencio M.I Cuestionario Previo “Temperaturas” Fecha: 13/02/2012

Temperatura: 1. ¿Cuál es la diferencia entre los enfoques clásico y estadístico de la termodinámica? El enfoque clásico es en el campo macroscópico, que se refiere a todas las propiedades de una sustancia [moléculas] y su comportamiento mientras que en la termodinámica estadística mientras en esta se trata del comportamiento promedio de grandes grupos de partículas individuales. 2. Defina: equilibrio, equilibrio térmico, equilibrio termodinámico. -

Equilibrio: Del latín aequus: igual y libra: balanza, peso; equivalente a aequilibrium. Equilibrio Térmico: Cuando un cuerpo se encuentra frío y hace contacto con otro cálido, recibe ese calor y este cuerpo se entibia; por esta razón, decimos que el calor pasa de un cuerpo a otro, el calor pasa del cuerpo caliente al frío (nunca al revés). Este traspaso de calor entre los cuerpos se llama equilibrio térmico. - Equilibrio Termodinámico: Situación que se da en un sistema físico (es decir, un sistema al que podemos atribuir una energía interna) cuando todos los factores exteriores y/o procesos internos no producen cambios de presión, temperatura u otras variables macroscópicas. 3. ¿Qué dice la ley cero de la termodinámica? La primera ley de la termodinámica es sencillamente una declaración del principio de conservación de la energía, y afirma que la energía total es una propiedad termodinámica. 4. ¿Cuáles son las escalas de temperatura absoluta y relativa en el sistema internacional y en el sistema inglés? Temperaturas Símbolo Absolutas Kelvin [SI] °K Rankine [sistema °R o °Ra anglosajón]

Temperaturas Relativas Celsius Fahrenheit

Simbolo

Réaumur

°Ré, °Re o °R

( )

( )

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( ) ( )

( )

( ) ( )

°C °F

5. ¿Qué es la temperatura desde el punto de vista de la termodinámica clásica?

6. Dibuje un esquema de la curva de calentamiento del agua y explíquela. Para obtener una curva de calentamiento del agua (o de otro líquido) lo único que hay que hacer es calentar una sustancia (por ejemplo agua) e ir tomando la temperatura cada cierto tiempo (por ejemplo 1 minuto) y la vamos apuntando. Al cabo de un tiempo, tenemos una serie de parejas de valores de T (Temperatura) y de t (tiempo), que podemos representar en una gráfica T (eje y) frente a t (eje x). Al unir los puntos que logramos tenemos la gráfica de calentamiento. Entonces, una curva de calentamiento será el resultado de representar gráficamente los valores de la temperatura que adquiere un cuerpo al aplicarle calor durante un cierto tiempo. 7. ¿Cuáles fueron los puntos de referencia para determinar las escalas empíricas de temperatura?

8. Mencione cinco propiedades de las sustancias que se utilizan para medir la temperatura.

9. Explique el principio de funcionamiento de los termómetros siguientes: de bulbo con mercurio, termopar, bimetálico, pirómetro óptico, pirómetro de radiación, de máxima y mínima, de gas a volumen constante y de gas a presión constante. - Bulbo con mercurio: - Termopar: - Bimetálico: - Pirómetro óptico: - Pirómetro de radiación máxima: Pirómetro de radiación mínima: - Gas a volumen constante: - Gas a presión constante:

10. Mencione y explique los cambios de fase que pueden presentarse en una sustancia pura cuando la presión se mantiene constante. En estas condiciones el agua existe en fase liquida y se denomina liquido comprimido o liquido subenfriado, lo que significa que no está a punto de evaporarse. Se transfiere el calor al agua hasta

que su temperatura aumenta a, por ejemplo, 40°C. A medida que aumenta la temperatura, el agua líquida tendrá cierta expansión y, por ello, aumenta su volumen específico. 11. Investigue el punto de ebullición y de fusión del agua a nivel del mar y a nivel del Bordo de Xochiaca. En la escala Celsius se asigna el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC) a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre estas dos temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde a 1 grado [a nivel del mar]. 12. ¿Qué es el cero absoluto de temperatura? El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento;1 no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg. El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine. Así, 0 K (o lo que es lo mismo, 0 R) corresponden, aproximadamente, a la temperatura de −273,15 °C o −459,67 °F. 13. ¿Qué es la temperatura del punto triple del agua? El punto triple es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor. El punto triple del agua, por ejemplo, está a 273,16 K (0,01 °C) y a una presión de 611,73 Pa ITS90. Esta temperatura, debido a que es un valor constante, sirve para calibrar las escalas Kelvin y Celsius de los termómetros de mayor precisión.