Indice:
1.- Actividad de introducción Temperatura, calor y gases.
2.- Experimento en clase.
3.- Anexo NO 1.
4.- Mapa mental.
5.- Calor.
6 .- Anexo NO. 2
martes, 30 de septiembre de 2014
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Este blogg fue creado para la materia de Física II
Indice:
1.- Actividad de introducción Temperatura, calor y gases.
2.- Experimento en clase.
3.- Anexo NO 1.
4.- Mapa mental.
5.- Calor.
6 .- Anexo NO. 2
Indice:
1.- Actividad de introducción Temperatura, calor y gases.
2.- Experimento en clase.
3.- Anexo NO 1.
4.- Mapa mental.
5.- Calor.
6 .- Anexo NO. 2
Anexo 2
ANEXO NO 2.
Desarrollo
1.- una varilla de aluminio de 3m de longitud tiene una temperatura de 30 °C de el
coeficiente de dilatación lineal del aluminio es igual a 2.4X10-5/°C
a)
cual será su longitud final si se calienta a 85°C.
b)
cuanto aumento su longitud.
2.-
una lamina cuadrada de plata que mide 10 cm de lado, esta a una temperatura de
30 °C. Nos interesa calcular el
incremento del área cuadrangular de la
lámina en cm2
Y
m2 cuando la temperatura se eleva a 110°C.
3.-
un matraz volumétrico de vidrio pyrex de 500 ml de capacidad se llena con
benceno a una temperatura de 23 °C. si el sistema se calienta hasta 50 °C,
determina:
a)
la dilatación volumétrica del benceno
b)
la dilatación volumétrica del matraz
c)
la cantidad de volumen de benceno que se espera se derrame del matraz debido a
su dilatación.
4.-
es un proceso de transmisión del calor mediante el movimiento de un fluido. Convección
5.-
las ondas electromagnéticas son ondas portadoras de energía emitidas por una
carga vibratoria, frecuentemente de electrones, que viajan a la velocidad de la
luz, 3X105 km/s
Las
ondas electromagnéticas se propagan incluso en el vacío y en todas direcciones. Radiación
6.-
es una forma de transmitir el calor gracias a los electrones libres que contienen
ciertos materiales. Conducción
7.-
en la Cd de Tucson Arizona la temperatura del ambiente es de 100°F cuanta
temperatura marcaría el termómetro en centígrados y kelvin.
Fórmula
para Celsius Fórmula para Kelvin
°C = 5(°F – 32)/9
K = °F + 32
°C = 5(100 – 32)/9
K = 100 + 32
°C = 500/9
K = 132
°C = 55.55
8.-
la temperatura de ebullición del agua en Cd Obregón sonora es de 100°C, cuanto
marcaría el termómetro en Nogales Sonora.
9.-
cuantas calorías son necesarias para convertir 250 grs de hielo a -12°C en agua
a 0°C.
10.-
el volumen de una muestra de gas es de 460 ml a una presión de 0.5 atm. Si la
temperatura permanece constante, cuál será el volumen si la presión disminuye a
0.2 atm.
Datos Fórmula
Sustitución Resultado
V1 = 460 ml (P1)(V1)
= (P2)(V2) V2 = (0.5atm)(460ml) V2 = 1150 ml
P1 = 0.5 atm
0.2 atm
V2 =? Sustitución V2
P2 = 0.2 atm V2 = (P1)(V1) V2
= 230
P2
0.2
11.-
a una presión y masa constante, una
muestra de gas registra una temperatura de 30°C y un volumen de 120 dm3. Que
temperatura tendrá el gas si el volumen aumenta a 300 dm3.
Datos Fórmula Sustitución T2 Sustitución
Resultado
V1 = 120 dm3 V1 = V2 T2 = (T1)(V2) T2 = (303K)(300dm3) T2
= 757.5 K
T1 = 30 °C T1 = T2
(V1) 120dm3
V2 = 300 dm3
T2 =?. Conversión °C a
K
T2 = 90900
K= °C + 273
120
K = 30 + 273 =
303
12.-
calcula la temperatura que tendrá un sistema gaseoso a 0.5 atm de presión si
originalmente, cuando la temperatura es de 300 K, la presión es de 1596mm de Hg
en un volumen que permanece sin cambios o cte. Al igual que la masa.
Datos
Fórmula
Sustitución T2 Sustitución Resultado
P1 = 1596 mmHg P1
= P2 T2 = (P2)(T1) T2 = (0.5atm)(300K) T2 = 71.77 K
T1 = 300 K T1 T2 P1 2.09atm
P2 = 0.5 atm
T2
=?
Conversión mmHg a atm T2 = 150
atm =
1596 mmHg * 0.00131578583765 2.09
atm = 2.09
12.-
calcula la temperatura que tendrá un sistema gaseoso a 0.5 atm de presión si
originalmente, cuando la temperatura es de 300 K, la presión es de 1596mm de Hg
en un volumen que permanece sin cambios o cte. Al igual que la masa.
Datos
Fórmula
Sustitución T2 Sustitución Resultado
P1 = 1596 mmHg P1
= P2 T2 = (P2)(T1) T2 = (0.5atm)(300K) T2 = 71.77 K
T1 = 300 K T1 T2 P1 2.09atm
P2 = 0.5 atm
T2 =? Conversión
mmHg a atm
T2 = 150
atm =
1596 mmHg * 0.00131578583765 2.09
atm = 2.09
13.-
un gas inicialmente tiene un volumen de 8 lts a una presión de 3 atm, cuando su
temperatura es de 420 K. determine su volumen cuando la presión disminuye a 2 atm y su temperatura sube a
470 K.
Datos:
Formula
Sustitución Resultado
V1 = 8 lts (P1)(V1) = (P2)(V2) V2
= (3atm)(8lts)(470K) V2 =
13.42 lts
P1 = 3 atm T1 T2 (420k)(2atm)
T1
= 420 K
V2 =?
Sustitución V2 V2
= 11280
P2 = 2 atm V2 = (P1)(V1)(T2)
840
T2 = 470 K (T1)(P2)
14.-
cuando dos cuerpos a la misma temperatura se ponen en contacto térmico no hay
transferencia neta de energía de un cuerpo al otro por choque moleculares es
decir no hay transferencia de calor. En estas condiciones decimos que los
objetos están en______________________
Calor
Cantidad de calor: es la energia cedida o absorbida por un cuerpo de masa cuando su temperatura varia en un número determinado de grados.
Unidades de calor: el calor es una forma de energía la cual se puede medir con el joule (j) y la caloría (cal).
Calor específico: es la cantidad de calor qué se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura un grado celsio.
Capacidad calorífica: es cuando la temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aporta energía en forma de calor.
Calorímetro: es un instrumento qué sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos.
Calor latente de fusión: es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido o de líquido a gaseoso.
Calor latente de evaporación: Es cuando se entrega energía en forma de calor al líquido y esta energía empieza a aumentar si temperatura y empieza a cambiar su estado de líquido a gaseoso
Densidad, dilatación y volumen
Densidad
Para otros usos de este término, véase Densidad (desambiguación).
En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud vectorial referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el
volumen que ocupa.
Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes
(convergiendo
hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendo
la masa
contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto
común a todos esos volúmenes:
Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes
(convergiendo
hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendola masa
contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto
común a todos esos volúmenes:
La unidad es kg/m³ en el SI.
Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.
DILATACIÓN
LINEAL
La
dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o
altura del cuerpo.
Dilatación lineal:
L = Lo (1 + α ∆T)
L = Lo (1 + α ∆T)
Dilatación de área
Cuando un
área o superficie se dilata, lo hace incrementando sus dimensiones en la misma
proporción. Por ejemplo, una lámina metálica aumenta su largo y ancho, lo que
significa un incremento de área. La dilatación de área se diferencia de la
dilatacion lineal porque implica un incremento de área.
El coeficiente de dilatación de área es el incremento de área que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de área igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centigrado. Este coeficiente se representa con la letra griega gamma (γ). El coeficiente de dilatación de área se usa para los sólidos. Si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un solido, su coeficiente de dilatación de área será dos veces mayor:
El coeficiente de dilatación de área es el incremento de área que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de área igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centigrado. Este coeficiente se representa con la letra griega gamma (γ). El coeficiente de dilatación de área se usa para los sólidos. Si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un solido, su coeficiente de dilatación de área será dos veces mayor:
Al
conocer el coeficiente de dilatación de área de un cuerpo sólido se puede
calcular el área final que tendrá al variar su temperatura con la siguiente
expresión:
Donde:
γ=coeficiente de dilatación de
área [°C-1]
A0 = Área inicial
Af = Área final
T0 = Temperatura inicial.
Tf = Temperatura final
Dilatación volumétrica.
Ya
para finaliza con este tema pasemos a la dilatación volumétrica.
Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo, este fenómeno se ve dado por la siguiente formula;
ΔV=ᵧVoΔT
donde;
Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo, este fenómeno se ve dado por la siguiente formula;
ΔV=ᵧVoΔT
donde;
ΔV representa
el aumento de volumen del cuerpo.
"La dilatación anómala del agua"
Una de
las propiedades físicas más curiosas e importantes del agua es su dilatación
anómala.
Esta dilatación o contracción del agua se puede medir fácilmente observando el nivel del agua. A medida que se incremente la temperatura del agua, esta ira bajando gradualmente indicando una contracción. La contracción continuara hasta que la temperatura del bulbo y la del agua sean de 4°C. Cuando la temperatura aumenta por arriba de 4°C, el agua cambia de direccion y se eleva en forma continua, indicando la dilatacion normal con un incremento de temperatura. Esto significa que el agua tiene su volumen minimo y su densidad maxima a 4°C. La variacion en la densidad del agua con la temperatura se muestra en la imagen.
Esta dilatación o contracción del agua se puede medir fácilmente observando el nivel del agua. A medida que se incremente la temperatura del agua, esta ira bajando gradualmente indicando una contracción. La contracción continuara hasta que la temperatura del bulbo y la del agua sean de 4°C. Cuando la temperatura aumenta por arriba de 4°C, el agua cambia de direccion y se eleva en forma continua, indicando la dilatacion normal con un incremento de temperatura. Esto significa que el agua tiene su volumen minimo y su densidad maxima a 4°C. La variacion en la densidad del agua con la temperatura se muestra en la imagen.
La
dilatación del agua es irregular ya que a medida que su temperatura aumenta
primero se contraerá y luego se dilata.
|
La
densidad decrece de forma gradual hasta que el agua alcanza su punto
de congelación. El hielo ocupa un volumen mayor que el agua. El mayor
volumen del hielo se debe a la forma en que se unen los grupos
de moléculas en una estructura cristalina. A medida que se funde el
hielo , el agua formada aun contiene grupos de moléculas enlazadas en
esa estructura cristalina abierta. Cuando estas estructuras empiezan a
romperse, las moléculas se mueven muy juntas, aumentando la densidad.
Este es el proceso dominante hasta que el agua alcanza una temperatura de 4°C.
Desde ese punto hasta altas temperaturas, se produce un aumento en la amplitud
de las vibraciones moleculares y el agua se dilata.
Gracias a
la dilatación anómala del agua es posible la vida en los ecosistemas acuáticos.
En un lago de montaña, por ejemplo, al llegar el invierno, el agua se congela.
Pero como el hielo flota, solo se congela una delgada capa de agua, que queda
en la superficie. El agua por debajo está muy fría, pero el hielo la aísla de
las bajas temperaturas del exterior y así no llega a congelarse. Gracias a
esto, las plantas y los animales acuáticos pueden sobrevivir en invierno. En la
naturaleza, normalmente, siempre hay agua líquida bajo el hielo.
Como
vemos esta propiedad del agua es muy interesante y se puede ver reflejada en
varios aspectos de la naturaleza y en nuestra vida diaria.
Volumen
El volumen es una magnitud escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, el ancho y la altura. Desde un punto de vista físico, los cuerpos materiales ocupan un volumen por el hecho de ser extensos, fenómeno que se debe al principio de exclusión de Pauli.
La capacidad y el volumen son términos equivalentes, pero no iguales. Se define la capacidad de un recipiente como la "propiedad de una cosa de contener otras dentro de ciertos límites". La capacidad se refiere al volumen de espacio vacío de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u otras cosas.
v=m=m/d
Mapa mental y explicación
Mapa Mental
Este mapa mental consiste en hacer que sea más fácil el
conocer más sobre la temperatura, el calor, y los gases.
Primero comencemos con la temperatura, que lo primero que se
tiene que saber es que es la medición del calor y tiene 4 escalas diferentes
que son la de Celsius (°C), Fahrenheit (°F) y Kelvin (K), que son las más
utilizadas y reconocidas, en cuanto a instrumentos los que mas frecuentamos ver
son el termómetro de mercurio y el termómetro eléctrico.
Ahora pasaremos al calor, para empezar y también para
tenerlo muy en cuenta el calor es una cantidad de energía en un cuerpo la cual
se mide en Joule (J) y en calorías (cal), las consecuencias que puede causar el
aplicar calor a la materia son:
·
Fusión: esta ocurre cuando la materia pasa de
ser un sólido a un líquido
·
Vaporación: ocurre cuando la materia pasa de
líquido a gaseoso
·
Sublimación: ocurre cuando la materia pasa de
solido a gaseoso, sin la necesidad de pasar por el estado de líquido
·
Solidificación: ocurre cuando la materia pasa de
líquido a sólido, es decir, hay un enfriamiento en la materia o una reducción
de calor
·
Condensación: ocurre cuando la materia pasa de
gas a líquido, a igual manera que el anterior, esto pasa por un enfriamiento o
reducción de calor en la materia.
Por ultima pero tampoco menos importante entramos al gas, en
donde cabe destacar las leyes de los gases tal como la ley de Avogadro que
consistes en que establece la relación de gas y su volumen cuando se mantiene a
constantes la temperatura y la presión, otra ley es la de Boyle que establece
que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional
al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante, también
encontramos la ley de Charles que establece que cuando se aumenta la
temperatura el volumen del gas también aumenta y al enfriar este disminuía,
otra ley es la de Gay-Lussac que estable la relación entre la temperatura y la
presión de un gas cuando el volumen es constante. También podemos encontrar que
hay 2 tipos de gases uno de ello es el gas ideal que es muy utilizado para
inflar globos por ejemplo ya que este es un gas no flamable, el otro tipo de
gas es el gas licuado o gas natural este es muy común en cualquier hogar ya que
es el utilizado para cocinar o calentar agua.
Anexo 1
1.- ¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura? el calor es una cantidad de energía y la temperatura es
la medida de calor de un cuerpo.
2.- ¿Qué sucede cuando aplicamos calor a un cuerpo de
metal? Sube su temperatura porque el metal es un
metal neutro y si le aplicamos hielo se pondrá frio así sucede con el calor
3.- ¿Cuáles son las formas en que se transmite el calor? por medio de la conducción térmica que esta se da por
materiales que ayuden a su conducción y por medio de la radiación térmica que
se da por Ondas electromagnéticas
4.- ¿En qué unidades se mide el calor? en Joule
5.- para medir la temperatura existen varias escalas, ¿Cuáles
conoces; menciónalas? Celsius y Fahrenheit
6.- ¿Qué mide el termómetro; calor o temperatura? La temperatura a través de escalas
7.- ¿Cuántos tipos de termómetros conoces; menciónalos?
¿Quién los invento y cuando compáralos
entre ellos cual se usa más y porque y en qué? el
mercurio que fue inventado por Daniel Gabriel Fahrenheit y el eléctrico, y el
que mas se utiliza es el Fahrenheit.
8.- ¿Qué entiendes por equilibrio térmico? Es cuando las partículas individuales se ponen en
contacto directo y permiten la conducción de calor.
9.- ¿Conoces el término calor latente? Si es la energía necesaria para convertir el estado de
las cosas como de solido a liquido
10.- ¿Qué es la dilatación? Es
cuando aumentan alguna dimensión debido al cambio de temperatura
11.- ¿El agua en Nogales, sonora hierve a 100 °C? no, a los 97 °C
12.- ¿Qué tiene que ver la altura de nogales para que el
agua hierva a menor temperatura? que entre mas alto
se encuentre mas pronto empieza a hervir, esto es por la presión atmosférica
13.- escribe por lo menos 5 consecuencias
al aplicar calor a altas temperaturas a
un cuerpo y 5 consecuencias de sustraer
calor a temperaturas bajo cero.
·
Cuando
se calienta un solido las partículas que se encuentran en posiciones
prácticamente fijas comienzan a vibrar con mayor amplitud y velocidad, hasta
que se funde que se llama Fusión
·
Vaporación:
cambio de estado liquido a gas
·
Sublimación:
cambio de estado solido a gas
·
Solidificación:
liquido a solido
·
Condensación:
gas a liquido
14.- ¿que pasara si dejo un
balón de futbol expuesto al sol en un día que la temperatura es de más de 40°C.
(Con su volumen y presión)? El balón se inflara aumentando su presión de aire y su
volumen, esto se debe a que el sol calienta las moléculas que contiene el aire
dentro del balón y como están en contaste movimiento se expande mas rápido y llenan el espacio que hay dentro.
15.- Tienes un globo lleno con
aire y otro con helio. ¿Cuál de los dos se elevará más alto y por qué? el de helio se elevara
más rápido y esto se debe a que el helio es más ligero que el aire que contiene
dióxido de carbono ya que este es mas denso.
16.- ¿qué es un gas ideal? Un gas ideal es un conjunto de átomos o moléculas que se
mueven libremente sin interacciones
17.- ¿qué es gas licuado? El gas licuado es una mezcla de hidrocarburo compuesta
principalmente de propano y butano
18.- ¿qué tipo de gas es el que
utilizas para calentar o preparar comidas, calentar el agua? Es el gas natural o también conocido como gas licuado
19.- ¿A qué ley de los gases
pertenece el hecho de inflar una pelota con una bomba de aire si su temperatura
no aumenta? Ley de Boyel-Mariotte la cual expresa.
el volumen de una masa constante de gas varia inversamente con la presión
ejercida sobre el mismo si la temperatura se mantiene constante
20.- ¿con que aparatos mides la
presión de los gases, con que aparato mides la presión atmosférica quien lo
invento y cuándo? La presión de un gas dentro de un
recipiente se mide con un instrumento llamado Manómetro que lo invento el
italiano Sciopne Riva-Rocci en 1896. La presión atmosférica se mide con el
barómetro que lo invento el físico y matemático italiano evangelista Torricelli
en 1643
Experimento de la clase
Experimento
Materiales:
1.- Una soda de 2lts a 1.5lts
2.- Tres a cinco globos
3.- Un paquete de mentos
1.- Una soda de 2lts a 1.5lts
2.- Tres a cinco globos
3.- Un paquete de mentos
Composición química de la Coca-Cola
·
Concentrado de
azúcar quemada caramelo para dar color oscuro
·
Ácido fosfórico
(sabor acido)
·
Azúcar (HFCS –
jarabe de maíz de alta fructuosa)
·
Extracto de hojas de
la planta de Coca (África e India) y otros pocos aromatizantes naturales de
otras plantas.
·
Cafeína
·
Conservante que
puede ser Benzoato de Sodio o Benzoato de Potasio.
·
Dióxido de carbono
en cantidad para freír la lengua cuando se bebe.
·
Sal para dar
sensación de refrigeración
·
Colorante E-150d
·
Acidulante E-338
Composición química del Alka-Seltzer
Cada tableta efervescente contiene
Cada tableta efervescente contiene
·
1.976g de
Bicarbonato de Sodio
·
1.000g de Ácido
Cítrico
·
0.324g de Ácido
Acetilsalicílico
Composición química de los caramelos de menta o mentó
·
Azúcar
·
Jarabe de Glumosa
·
Aceite de vegetal
hidrogenado
·
Almidón
·
Goma Arábiga
·
Saborizante natural
·
Esteres de ácidos
grasos y sacarosas
·
Goma gallana
·
Cera de carnauba
Explicación
La soda que en este caso es la
Coca-Cola contiene un gas disuelto que es el dióxido de carbono. Al sumergir
los mentos vemos que empieza a ver una reacción donde el gas ósea el dióxido de
carbono empieza a escapar y lo que necesita para escapar es que se formen
burbujas del tamaño adecuado y para formar dichas burbujas es necesario separar
las moléculas de agua que están fuertemente unidas.
Los mentos logran separar estas
moléculas de gas y permiten generar la formación de las burbujas. Se cree que
la superficie de los caramelos Mentos (llena de poros) favorece la formación de
las burbujas. Otro factor es la goma arábiga que forma parte de los caramelos y
que reduce la tensión superficial del refresco favoreciendo la salida de las
burbujas.
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