INTRODUCCIÓN
En la naturaleza la técnica y la vida cotidiana observamos con frecuencia la transformación de un tipo de energía en otro: la potencial en cinética y viceversa, por ejemplo, al caer el agua de una presa, su energía potencial se convierte en cinética. Durante las oscilaciones de un péndulo, estos tipos de energía se transforman periódicamente uno de otro.
También tiene lugar la transformación de energía durante u choque de dos cuerpos, por ejemplo, sobre una plancha de plomo yace una bola le comunicamos energía potencial y durante su caída disminuye incrementándose su energía cinética. Pero, por fin la cola choca contra la plancha y se detiene, tanto su energía cinética y potencial respecto de la plancha se hace cero, ¿Quiere decir que la energía de la bola ha desaparecido sin dejar huella?No, si observamos la bola y la plancha notamos que ha surgido una pequeña abolladura y si medimos la temperatura de ellos instante después del choque advertimos que se han calentado “Han ganado calor”, pero ¿Qué es el calor? ¿qué es lo que hace posible que la temperatura de los cuerpos aumenta o disminuya? ¿Cómo se da esos cambios de temperatura? ¿qué sucede con la energía del sistema?.
A estas interrogantes pretendemos darles respuesta haciendo para ello un análisis energético e intentando por medio de ciertos modelos explicar los fenómenos.
FENÓMENOS TÉRMICOS
Son aquellos fenómenos físicos relacionados con la transferencia de calor.Por ejemplo: el proceso de combustión, la dilatación, los cambios de fase de las sustancias de sólido a líquido y de líquido a vapor.Los fenómenos térmicos permiten realizar un análisis molecular de los cuerpos, y en tal sentido se requiere definir los siguiente:
ENERGÍA INTERNA (U): Es la energía total que poseen las moléculas y átomos de una sustancia debido a su continuo movimiento e interacción.“modelo molecular”(sólido)El sistema molecular posee:
Ec + Ep = energía interna = U
En el caso de un gas:Las moléculas no interactúan entre sí: Ep = Ec = U.
En general, toda sustancia posee energía interna debido al constante movimiento e interacción entre moléculas y átomos de una sustancia.
U = E c + E p + E q L
Donde: Ec = Energía cinética de las moléculas.
Ep = Energía potencial de las moléculas debido a las interacción entre éstas.
EqL = Energía química de ligazón depende de las interacciones y enlace de los átomos.
Por lo general: EqL = cte
U = E c + E p
TEMPERATURA (T). Es la medida de la energía cinética molecular promedio que por unidad de masa poseen las moléculas de una sustancia.La temperatura físicamente nos indica una mayor o menor energía cinética de traslación molecular.
CALOR (Q).Es una parte de la energía interna que transfiere un cuerpo de alta temperatura hacia otro de baja temperatura. Por lo tanto el calor es una forma de transferencia de energía interna, la cual termina cuando los cuerpos tienen la misma temperatura.¿Qué es el calor?Es energía interna transferida debido a una diferencia de temperatura entre dos cuerpos.
ACTIVIDADES
1:-Identificar la verdad (V) o falsedad (F), de las siguientes proposiciones:
I..- El calor es aquella energía que almacenan los cuerpos según su temperatura.
II.- Un cuerpo pequeño a alta temperatura puede tener mayor energía interna que otro cuerpo grande a menor temperatura.
a) VV b) VF c) FF d) FV e) N.A.
2.- Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I.- El calor es una energía que puede ser almacenada en un recipiente.
II.- El calor es una energía en movimiento, que una vez recibida se puede almacenar como energía interna.
III.- El calor fluye espontáneamente de un cuerpo con una temperatura más elevada a otro con temperatura menor.
a) VVV b) VFV c) FVV d) FVF e) VVF
3.- Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones sobre el calor específico:
I.- Caracteriza a los cuerpos.
II.- Depende de la fase de las sustancias.
III.- En general depende de la temperatura.
IV.- Depende del tipo de molécula de las sustancias.
V.- Es energía.
a) VVVVF b) VVFVF c) VVVFV d) FVVVF e) FFFVF
4.- Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I.- Si un cuerpo (1) tiene mayor temperatura que el cuerpo (2) entonces la cantidad de calor que tiene (1) es mayor que (2).
II.- Dos cuerpos en contacto térmico intercambian temperatura.
III.- Si un cuerpo (1) tiene la misma temperatura que otro (2) entonces la cantidad de calor que tiene (1) es igual que la de (2).
a) VVV b) FFV c) VVF d) FVF e) FFF
5.- Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I.- Si dos cuerpos tienen igual temperatura, estos necesariamente están en contacto térmico.
II.- La temperatura termodinámica es una cantidad física fundamental, que entre dos cuerpos en contacto térmico, tienden a igualarse.
III.- Si un cuerpo “A” está en equilibrio térmico con otro “B” y también se sabe que “A” está en equilibrio térmico con otro “C”, es imposible algún intercambio térmico neto entre B y C.
a) VVV b) FFF c) FVV d) FFV e) VFV
6.- Con relación a las siguientes proposiciones sobre el calor, indique verdadero (V) o falso (F):
I.- Es energía que se almacena.
II.- EL equivalente mecánico de la caloría nos indica que 4,186 J de trabajo equivale a 1 cal.
III.- Es energía transitoria que se propaga de un cuerpo a otro.
a) VVV b) VVF c) VFV d) FVV e) VFF
7.- Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I.- Una caloría, es el calor necesario para elevar la temperatura de 1g de agua a 1 atmósfera, de 14,5 ºC a 15,5 ºC.
II.- El calor almacenado en un cuerpo, siempre produce un aumento de temperatura.
III.- La equivalencia entre la caloría y el joule es: 1J=4,186 cal.
a) VFF b) VVF c) VVV d) FVF e) VFF
8.- Con relación al concepto de calor y unidades indique las proposiciones verdaderas (V) o (F) :
I.- Es el flujo de energía que se transfiere de un cuerpo a otro indefinidamente.
II.- Un foco incandescente alcanza mayor temperatura que la llama de un fósforo, luego se puede afirmar que el foco tiene mayor cantidad de calor que el fósforo.
III.- La caloría se define como la cantidad de calor transferida necesaria para incrementar la temperatura de 1g de agua desde 14,5ºC hasta 15,5ºC.
a) FFF b) FFV c) FVV d) VFF e) VFV
9.- Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones relacionadas con el calor:
I.- Calor es la energía que se transfiere espontáneamente de un objeto a otro debido a la diferencia de temperatura entre ambos.
II.- La caloría al igual que el joule son unidades de energía.
III.- Para cuantificar el calor debemos especificar la masa y el tipo de sustancia afectada por el cambio de temperatura.
a) VVV b) VVF c) FVV d) FVF e) FFF
10.- Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I.- Las sustancias no contienen calor, sino energía interna.
II.- Un gas está constituido por moléculas puntuales, indistinguibles entre sí, que se mueven ordenadamente en dirección hacia las paredes del recipiente.
III.- La presión que ejerce el gas es una consecuencia de la transferencia de energía cinética hacia el recipiente.
a) VVV b) VVF c) VFF d) FFF e) FVF
CLAVES:
1) D 2) C 3) A 4) E 5) C 6) D 7) A 8) B 9) A 10) C
