EDUCACIÓN DE ADULTOS
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ELEMENTOS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA
CIENCIAS NATURALES
Programa de Estudio
Educación Básica
Profesora:
CECILIA TOLEDO V.
FONO: 7181208
C0RREO: [email protected]
[email protected]
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CALOR Y TEMPERATURA
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El concepto de temperatura es de gran
importancia en las ciencias tanto físicas
como biológicas.
El cuerpo humano puede detectar la
temperatura de los objetos con los cuales
se encuentra en contacto
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caliente
frío
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Hoy a la 9:00 . Si quiere mover la silla metálica
¿ de donde la toma?
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CALOR Y TEMPERATURA
una varilla de hierro
 los pavimentos
 Las propiedades de las sustancias se ven
alteradas con la temperatura:
 una resistencia eléctrica cambia con la
temperatura
 el color radiado por los objetos también
cambia a altas temperaturas.

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CALOR Y TEMPERATURA
ΔL
LO
Los sólidos se
dilatan o
contraen con
el calor
LO + ΔL
L =  LO T
,
 es el coeficiente de dilatación lineal, que es una
propiedad de cada material
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Líquidos expuestos al calor se dilatan o
contraen
L=L
0
+L
L
L0
antes
Después de una exposición a
una fuente de calor
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Escala Celcius y Farenheit
ºF
212
ºC
100
200
ag u a h irvien d o a
1 atm d e p resión
80
160
60
120
40
9 8 ,6
3 7 cu erp o h u m an o san o
80
20
32
40
0
0
-20
-4 0
-4 0
fu sió n de l h ielo a
1 atm d e p resió n
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8
ºF
212
ºF-32=180
ºC
100
ºC=100
F  32
C
32

18 0
10 0

9
5
0
F 
0
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9
5
C  32
9
Escala absoluta de Kelvin
ºK
ºC
373
100
agua hirviendo a
1atm de presión
37 cuerpo humano sano
310
273
0
fusión del hielo a
1atm de presión
-100
K  C  273
-200
ebullición del
17
hidrógeno
0
-273
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cero absoluto
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CALOR Y TEMPERATURA
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
El agua presenta una “anomalía” entre
0ºC y 4ºC , en ese rango, al aumentar
de temperatura, en vez de aumentar
de volumen éste disminuye.
Esto hace precisamente que la mayor
densidad del agua, que es de 1 gr/cm3,
sea a la temperatura de 4ºC.
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
ANOMALIA DEL AGUA



V(cc)
Vo
0
4
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tª(°C)
12
ρ (gr/cm3)
TºC
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CALOR Y TEMPERATURA

Este hecho hace que el hielo (agua en
estado sólido), sea menos denso que el
agua (la densidad del hielo es de 0,92
gr/cm3) lo que explica el hecho de que el
hielo flote en el agua.
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CALOR Y TEMPERATURA
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LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
La temperatura de un sistema es una
propiedad física que determina si un sistema
se encuentra o no, en equilibrio térmico con
otros sistemas y se dice que un sistema está
en equilibrio térmico cuando las variables que
lo describen son las mismas a través de todo
el sistema.
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CALOR Y TEMPERATURA
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

Podemos decir que
“ si dos sistemas están en equilibrio térmico
con un tercer sistema,
entonces ambos
están en equilibrio térmico entre sí “.
Este postulado se le conoce como la ley cero
de la termodinámica
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CALOR Y TEMPERATURA
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
DEL CALOR Y LA ENERGIA
Cuando dos sistemas, dos objetos, que se
encuentran a diferente temperatura se
ponen en contacto térmico, al cabo de
cierto tiempo ambos quedan con igual
temperatura..
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17
CALOR Y TEMPERATURA

Este hecho se explicaba en el siglo
XVIII con la teoría del calórico, el cual
se decía que era un fluido invisible e
imponderable llamado calórico que fluía
desde el que tenía más calórico hasta el
que tenía menos calórico hasta alcanzar
la misma temperatura
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CALOR Y TEMPERATURA
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
Le correspondió a Benjamín Thompson y a
James Joule dar las primeras pruebas que:
“el calor es la energía transferida entre
dos sistemas y está relacionado con la
diferencia de temperatura entre ellos.”
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CALOR Y TEMPERATURA

Joule llegó a demostrar que la aparición o
desaparición de una cantidad de calor
siempre va acompañada de una aparición
o desaparición de energía mecánica.
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
El trabajo y el calor son las formas como la
energía es intercambiada entre un sistema y el
medio ambiente.. El calor se “pierde” a través de
la piel, de los pulmones por evaporación,
conducción, por radiación.
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CALOR Y TEMPERATURA
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
Como el calor es una forma de energía, sus
unidades pueden ser el Joule, el erg, el
kilowatt-hora. También se usa la caloría(cal) ,
la Btu. ( Se designa con la letra Q)
1 caloría( cal): es la cantidad de calor que se
necesita para aumentar la temperatura de 1gr
de agua desde 14,5ºC hasta 15,5ºC.

1 kilocaloría = 1000 calorías

Una caloría equivale a 4,18 Joule
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CALOR Y TEMPERATURA

DEFINICION DE ALGUNOS CONCEPTOS
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CAPACIDAD CALORICA ( C)

Cuando un sistema absorbe calor, puede
o no, haber un cambio de temperatura,
lo cual depende del tipo de proceso que
se esté realizando.
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

Si durante la absorción de Q unidades de
calor un sistema experimenta una variación de
temperatura T, entonces definimos la
capacidad calórica o calorífica del sistema
como:
C = Q/ T
Q = C. T
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CALOR Y TEMPERATURA
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

La capacidad calórica por unidad de masa
recibe el nombre de CALOR ESPECIFICO (c)
c = C/m , o bien
c = Q/m . T
De acuerdo con esta definición, se puede
expresar la energía calórica entre una
sustancia de masa m y su entorno como:
Q
= m c T
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CALOR Y TEMPERATURA
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
CAMBIOS DE ESTADO
LAS SUSTANCIAS PUEDEN EXISTIR EN
CUALQUIERA DE LOS TRES ESTADOS, ES DECIR,
SÓLIDO LÍQUIDO O GASEOSO DE ACUERDO A
CIERTAS CONDICIONES.
UNA TRANSICIÓN DE UNA A OTRA ESTADO O
FASE SE LLAMA
CAMBIO DE FASE O ESTADO.
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CALOR Y TEMPERATURA


EN LOS CAMBIOS DE ESTADO O FASE DE LAS
SUSTANCIAS SE PRODUCE UNA ABSORCIÓN O
DESPRENDIMIENTO DE CALOR Y GENERALMENTE
DE CAMBIO DE VOLUMEN, PERO NO SE PRODUCE
CAMBIO DE TEMPERATURA.
ESTOS CAMBIOS DE ESTADO RECIBEN NOMBRE
ESPECIAL
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CALOR Y TEMPERATURA
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SOLIDO A LÍQUIDO
FUSION

LÍQUIDO A SOLIDO
SOLIDIFICAION

LÍQUIDO A GAS
VAPORIZACION
GAS A LÍQUIDO
CONDENSACION
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CALOR Y TEMPERATURA
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
Las sustancias puras a una determinada presión
tienen su cambio de fase o estado y se realiza a
una determinada temperatura.
Dependiendo del proceso se conocen como
punto normal de fusión, de solidificación
de ebullición, de condensación.
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CALOR Y TEMPERATURA
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
CALOR LATENTE O DE TRANSFORMACIÓN
UN CAMBIO DE FASE DE UNA CIERTA SUSTANCIA
SE PRODUCE SUMINISTRANDO O QUITANDO
ENERGÍA (CALOR).
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
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EL CALOR QUE SE NECESITA ES PROPORCIONAL
A LA MASA DE LA SUSTANCIA
EL CALOR REQUERIDO PARA EL CAMBIO DE FASE
O ESTADO ES:
Q = ML
L SE CONOCE COMO CALOR LATENTE O DE
TRANSFORMACIÓN
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CALOR Y TEMPERATURA

El calor latente de fusión del hielo es de
80cal/gr, esto significa que 1 gr de hielo que
se encuentra a la temperatura de fusión, es
decir, 0ºC, necesita de 80 calorías para
convertirse en 1 gr de agua a 0ºC.
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El calor latente de ebullición del agua es de
540 cal/gr, esto significa que 1 gr de agua que
está a la temperatura de ebullición ( 100º C a 1
atmósfera) necesita de 540 calorías para
pasar al estado de vapor de agua a 100ºC
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CALOR Y TEMPERATURA - Educación Continua 2007