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Calor Hidrostática parte 2 - Monografía



 
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TERMODINÁMICA



campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía. Los principios de la termodinámica tienen una importancia fundamental para todas las ramas de la ciencia y la ingeniería.

Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puede describirse mediante propiedades medibles como la temperatura, la presión o el volumen, que se conocen como variables termodinámicas. Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de expansión térmica), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno.
Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un proceso termodinámico. Las leyes o principios de la termodinámica, descubiertos en el siglo XIX a través de meticulosos experimentos, determinan la naturaleza y los límites de todos los procesos termodinámicos.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA



PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA 



Frecuentemente, el vocabulario de las ciencias empíricas se toma prestado del lenguaje de la vida diaria. Así, aunque el término de temperatura parece evidente para el sentido común, su significado adolece de la imprecisión del lenguaje no matemático. El llamado principio cero de la termodinámica que se explica a continuación proporciona una definición precisa, aunque empírica, de la temperatura.
Cuando dos sistemas están en equilibrio mutuo, comparten una determinada propiedad. Esta propiedad puede medirse, y se le puede asignar un valor numérico definido. Una consecuencia de ese hecho es el principio cero de la termodinámica, que afirma que si dos sistemas distintos están en equilibrio termodinámico con un tercero, también tienen que estar en equilibrio entre sí. Esta propiedad compartida en el equilibrio es la temperatura.
Si uno de estos sistemas se pone en contacto con un entorno infinito situado a una determinada temperatura, el sistema acabará alcanzando el equilibrio termodinámico con su entorno, es decir, llegará a tener la misma temperatura que éste. (El llamado entorno infinito es una abstracción matemática denominada depósito térmico; en realidad basta con que el entorno sea grande en relación con el sistema estudiado).
La temperatura se mide con dispositivos llamados termómetros. Un termómetro contiene una sustancia con estados fácilmente identificables y reproducibles, por ejemplo el agua pura y sus puntos de ebullición y congelación normales. Si se traza una escala graduada entre dos de estos estados, la temperatura de cualquier sistema puede determinarse poniéndolo en contacto térmico con el termómetro, siempre que el sistema sea grande en relación con el termómetro.

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA


La primera ley de la termodinámica da una definición precisa del calor, otro concepto de uso corriente.
Cuando un sistema se pone en contacto con otro más frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las temperaturas de ambos. Para explicar este fenómeno, los científicos del siglo XVIII conjeturaron que una sustancia que estaba presente en mayor cantidad en el cuerpo de mayor temperatura fluía hacia el cuerpo de menor temperatura. Según se creía, esta sustancia hipotética llamada calórico era un fluido capaz de atravesar los medios materiales. Por el contrario, el primer principio de la termodinámica identifica el calórico, o calor, como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia material. Experimentalmente se demostró que el calor, que originalmente se medía en unidades llamadas calorías, y el trabajo o energía, medidos en julios, eran completamente equivalentes. Una caloría equivale a 4,186 julios.

El primer principio es una ley de conservación de la energía. Afirma que, la energía no puede crearse ni destruirse dejando a un lado las posteriores ramificaciones de la equivalencia entre masa y energía la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad de energía para producir trabajo; es imposible que una máquina realice trabajo sin necesidad de energía. Una máquina hipotética de estas características se denomina móvil perpetuo de primera especie. La ley de conservación de la energía descarta que se pueda inventar nunca una máquina así. A veces, el primer principio se enuncia como la imposibilidad de la existencia de un móvil perpetuo de primera especie.

SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA


La segunda ley de la termodinámica da una definición precisa de una propiedad llamada entropía. La entropía puede considerarse como una medida de lo próximo o no que se halla un sistema al equilibrio; también puede considerarse como una medida del desorden (espacial y térmico) del sistema. La segunda ley afirma que la entropía, o sea, el desorden, de un sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, ya no puede experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio. La naturaleza parece pues ‘preferir’ el desorden y el caos. Puede demostrarse que el segundo principio implica que, si no se realiza trabajo, es imposible transferir calor desde una región de temperatura más baja a una región de temperatura más alta.

El segundo principio impone una condición adicional a los procesos termodinámicos. No basta con que se conserve la energía y cumplan así el primer principio. Una máquina que realizara trabajo violando el segundo principio se denomina “móvil perpetuo de segunda especie”, ya que podría obtener energía continuamente de un entorno frío para realizar trabajo en un entorno caliente sin coste alguno. A veces, el segundo principio se formula como una afirmación que descarta la existencia de un móvil perpetuo de segunda especie.

TERCER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA



El segundo principio sugiere la existencia de una escala de temperatura absoluta con un cero absoluto de temperatura. El tercer principio de la termodinámica afirma que el cero absoluto no puede alcanzarse por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto, pero nunca se puede llegar a él.

CALOR COMO ENERGIA



El calor de un cuerpo consiste en la energía cinética del movimiento desordenado de sus moléculas y la temperatura de un cuerpo depende de la velocidad media de sus moléculas, a cuyo cuadrado es directamente proporcional.

Energía calorífica. El calor como manifestación es el poseído por un cuerpo es la suma de la energía cinética de todas sus moléculas.

La idea de que el calor es una forma de energía es relativamente moderna. Joule y Mayer comprobaron que en los fenómenos en que existe una transformación íntegra de trabajo en calor o viceversa, una determinada  cantidad de calor, produce la misma cantidad de trabajo, y a la inversa, el trabajo siempre origina el calor.

El calor es una forma de energía que existe en todos los cuerpos.

TRANSFERENCIA DE CALOR


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.

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.

CONVECCIÓN 



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.

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 onda 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. 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.


CAPACIDAD TÉRMICA Y CALOR ESPECÍFICO



Suponga que a un  cuerpo A se le proporciona una cantidad de calor igual a 100 cal, y que su temperatura se eleva 20°C. Pero si se suministra esa misma cantidad de calor (100 cal) a otro cuerpo., B,  podemos observar un aumento de temperatura diferente, por ejemplo, 10°C. Por tanto,  al proporcionar la misma cantidad de calor a los cuerpos distintos, en general, éstos presentan diferentes variaciones en sus temperaturas. Para caracterizar este comportamiento de los cuerpos se define una magnitud, llamada capacidad térmica, de la siguiente manera:

Si un cuerpo recibe una cantidad de calor  Q y su temperatura varía en  t, la capacidad térmica de este cuerpo está dada por

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El valor  de la capacidad térmica varía de un cuerpo a otro. Independientemente de que estén hechos del mismo material, dos cuerpos pueden tener distintas capacidades térmicas, pues sus masas pueden ser diferentes.  De modo que si tomamos bloques hechos del mismo material, de masas  m1, m2,m3, etc, sus capacidades térmicas C1,C2,C3, etc., serán distintas. Pero se halla que al dividir la capacidad térmica de cada bloque entre su masa, se obtiene el mismo resultado para todos los cuerpos, es decir,

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Calor específico. De acuerdo con la teoría cinética de la materia, los átomos individuales de cualquier sustancia estan en estado de rápido movimiento. A medida que el cuerpo se calienta a una temperatura más elevada, crece su movimiento átomico y el cuerpo se dilata. Cuando un cuerpo se enfria disminuye el movimiento átomico y el cuerpo se contrae. El calor es una forma de energía y es debido a la energía cinética del movimiento molecular.

TRABAJO TÉRMICO



EL hombre primitivo acudió a la transformación de trabajo en calor para procurarse fuego.

En todos los rozamientos hay conversión de trabajo en calor. Puedes darte cuenta frotándote las manos y también cuando le ponemos aire a los neumáticos. En los frenos también se convierte en calor el trabajo de rozamiento.

Si el trabajo se puede transformar en calor,  recíprocamente, el calor también se puede transformar en trabajo.

Las máquinas de vapor, las turbinas de vapor  y los motores de los coches y de los aviones funcionan a base de transformar en trabajo la energía calorífica la energía calorífica desprendida en una combustión.

Cuando se efectúa un trabajo mecánico se produce cierta cantidad de calor. El trabajo se mide en joules o en kilográmetros y el calor se mide en calorías.

MÁQUINA DE VAPOR



Dispositivo mecánico que convierte la energía del vapor de agua en energía mecánica y que tiene varias aplicaciones en propulsión y generación de electricidad. El principio básico de la máquina de vapor es la transformación de la energía calorífica del vapor de agua en energía mecánica, haciendo que el vapor se expanda y se enfríe en un cilindro equipado con un pistón móvil. El vapor utilizado en la generación de energía o para calefacción suele producirse dentro de una caldera. La caldera más simple es un depósito cerrado que contiene agua y que se calienta con una llama hasta que el agua se convierte en vapor saturado. Los sistemas domésticos de calefacción cuentan con una caldera de este tipo, pero las plantas de generación de energía utilizan sistemas de diseño más complejo que cuentan con varios dispositivos auxiliares. La eficiencia de los motores de vapor es baja por lo general, lo que hace que en la mayoría de las aplicaciones de generación de energía se utilicen turbinas de vapor en lugar de máquinas de vapor.

En una máquina de vapor, la válvula de corredera o deslizamiento envía alternativamente el vapor a los dos extremos del cilindro para mover el pistón.


CAMBIO DE FASE


La aplicación contínua de calor a un líquido o a un sólido resultará eventualmente en un cambio de fase. Para ilustrar el comportamiento general de muchas sustancias podemos recurir a una descripción detallada de los cambios que se producen en el líquido más común de todos, el agua.  Si se coloca un bloque de hielo, a una temperataura de -50°C , en un cazo que colocamos luego dentro de una estufa podremos calentar lentamente hastas que se alcancen 0°C . A 0°C la temperatura deja de aumentar y empieza a fundirse el hielo. A medida que se sigue aplicando calor, la masa de hielo funde cada vez más; hasta que no se ha producido la total conversión del hielo en agua no se registra ningún aumento más de temperatura. Luego el agua se va calentando hasta alcanzar una temperatura de 100°C , momento en que da comienzo a una vigorosa ebullición. A quí vuelve a detener la temperatura su crecimiento y, a medida que se aplica más calor, el agua va hirviendo y transformándose en vapor. Finalmente, cuando todo el agua se ha convertido en vapor a 100°C, la temperatura vuelve a crecer.

FUSIÓN



Cambio de una sustancia del estado sólido al líquido, normalmente por aplicación de calor. El proceso de fusión es el mismo que el de fundición, pero el primer término se aplica generalmente a sustancias como los metales, que se licúan a altas temperaturas, y a sólidos cristalinos. Cuando una sustancia se encuentra a su temperatura de fusión, el calor que se suministra es absorbido por la sustancia durante su transformación, y no produce variación de su temperatura. Este calor adicional se conoce como calor de fusión. El término fusión se aplica también al proceso de calentar una mezcla de sólidos para obtener una disolución líquida simple, como en el caso de las aleaciones.

SOLIDIFICACIÓN


Cambio de líquido al estado sólido que ocurre cuando se retira calor de la sustancia. Para sustancias puras, esto ocurre a una temperatura característica llamada punto de congelación o punto de solidificación. Este  depende de la presión, así que se suele medir a presión atmosférica normal. Las impurezas haces descender por lo general el punto de congelación.

VAPORIZACIÓN



Cambio de estado de sólido a líquido a gas (o vapor). La evaporización puede tener lugar a cualquier temperatura; la tasa aumenta con la temperatura. Se presenta porque algunas moléculas tienen suficiente energía para escapar a la fase gaseosa (si están cerca de la superficie y se mueven en dirección adecuada). Como estas son las moléculas con más alta energía cinética, la vaporización produce enfriemiento de líquido.

SUBLIMACIÓN



Si colocamos una bola de naftalina en el interior de un armario, observamos que pasa del estado de vapor sin antes pasar por el líquido, es decir, se produce la sublimación de la naftalina.  Este hecho también se produce con el CO2  sólido, y por ello se le denomina comunmente “hielo seco”.  Aunque sean pocas las sustancias que se subliman en las condiciones del ambiente podemos  observar que este fenómeno puede producirse con cualquier sustancia, y ello depende de la temperatura y de la presión a la que este sometida.

PUNTO TRIPLE


Condiciones de temperatura y presión a las que pueden coexistir en equilibrio las tres fases de una sustancia pura: sólida, líquida y gaseosa.

Un gráfico de la presión frente a la temperatura que muestra los intervalos en los que pueden existir las distintas fases se denomina diagrama de fases. En el del agua, mostrado aquí, las líneas AB y BC representan las curvas de presión de vapor del hielo y el agua líquida respectivamente. La línea BD muestra el efecto que un aumento de la presión tiene sobre el punto de congelación. La pendiente de esa línea indica que un aumento de la presión disminuye el punto de congelación. Esto es lo contrario de lo que ocurre con la mayoría de los demás líquidos, y se debe al hecho de que el agua -a diferencia de otros líquidos- se expande al congelarse
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En la región ABD, el hielo es la única fase estable; en DBC y ABC, las únicas fases estables son, respectivamente, el agua y el vapor de agua. En el punto de intersección B, la temperatura es de 0,01 ºC, y tanto el hielo como el agua tienen la misma presión de vapor: 610,5 pascales. B es el punto triple del agua.

A diferencia del punto de congelación y del punto de ebullición, que dependen de la presión, el punto triple es una propiedad fija. Se utiliza para definir el kelvin, la unidad de temperatura termodinámica. Por definición, hay exactamente 273,16 K entre el punto triple del agua y el cero absoluto.

La temperatura del punto triple para cualquier sustancia pura es muy próxima a la de fusión, puesto que la variación de esta última con la presión es muy pequeña.

EJEMPLOS ILUSTRADOS



Presión



Al clavar un clavo ejercemos mucha presión porque se aplica mucha fuerza en una área muy pequeña. Al acostarse en una cama de clavos no nos causa dolor porque la fuerza que ejerce nuestro cuerpo se reparte en toda al área en que estamos acostados.

Densidad



Cuando aplastamos una barra de pan su volumen disminuye y su densidad aumenta. Al comprimir una esponja aumentamos su densidad.

Principio de Pascal



En un vaso de agua la presión en los puntos 1, 2 y 3 se transmite por igual en las mismas direcciones.

Principio de Arquímedes



Si sumergimos una roca en un recipiente de agua, la roca desplazará un volumen de agua igual a su propio volumen

Dilatación de líquidos



Un ejemplo muy claro de dilatación de líquidos se da en los termómetros de Mercurio o de alcohol.

Dilatación de sólidos



Al construir y diseñar los puentes de las ciudades se toma en cuanta la dilatación en el material de construcción que puede provocar el aumento de temperatura.

Transfomación isotérmica



Cuando un gas se expande con servando su temperatura inicial

Transformación isobárica



Cuando un gas se transforma al aumentar su temperatura pero con una presión constante.

Ley de Avogadro



A temperatura de 16° C, 345 mm de Hg y en un espacio de 12m3 en dos recipientes idénticos que contienen, uno Helio y en otro Oxígeno, hay el mismo número de moléculas de cada gas.

Conducción



Al calentar una barra de metal con una vela el calor se transmite por conducción lo mismo que al abrazar a alguien.


Convección



Al poner a calentar una olla de agua en la estufa las diferencias en la temperatura provocan movimiento en el fluido y así se transmite el calor por convección.

Radiación



Al iluminar una escultura con un reflector, la escultura se calentará por radiación.

Fusión



Al sostener un hielo en las manos el hielo se funde porque aumenta su temperatura.

Solidificación



Al apagar una vela la cera se solidifica porque disminuye su temperatura.


Vaporización



Al bañarnos con agua muy caliente algunas moléculas de agua, por tener gran energía, se escapan a la fase gaseosa.

Sublimación



En los carros de paletas que tienen hielo seco al abrir la hielera sale gas. Esto sucede porque en CO2 congelado se está sublimando.

BIBLIOGRAFÍA



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García Sánchez. La Física de hoy: tercer curso. SEP. México DF.
Hewitt. Física conceptual. Addison-Wesley Iberoamericana. México DF. 1995.
Smooth, Price y Smith. Química. Un curso moderno. México DF. 1988.
Murphy y Smooth. Física: Principios y problemas. CECSA. México DF. 1989.
Microsoft Corporation. Enciclopedia Encarta 2000. 2000.

Autor:

Cecilia Padierna





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