relaciones entre calor , temperatura , masa y calor específico

1)Tarea :
Leer y anotar en su cuaderno las unidades que se usan para medir el calor, sus equivalencias y buscar el significado de Joule.


El calor  cuyo símbolo es  "Q" es una magnitud que nos indica la cantidad de energía que se transfiere entre 2 cuerpos que se encuentran a diferente temperatura
La unidad para expresar esta magnitud en el Sistema Internacional es el Joule, aunque tambien se usa la  unidad caloría.

1 J (Joule) = 0,24 cal (calorías)            1 cal = 4.18 J

Calcular(en hoja para entregar:):
a) Se suministran 250 J a cierta sustancia, a cuantas calorías equivalen?
b) Un atleta gasta 500 calorías en una carrera, cuántos Joules son?



2)Tarea 
a) Copiar en tu cuaderno la  siguiente definición e interpretarla por medio de un dibujo.
b) Cuántas unidades involucra el calor específico? Indicar a que magnitudes corresponde cada una de ellas.
c) Buscar tablas de calor específico de distintos materiales. Compararlos con el valor del calor específico del agua.


 Calor Específico de una sustancia, cuyo símbolo es "ce", 
Definición: Es la cantidad de energía que hay que suministrar a 1 gramo de sustancia para que su temperatura aumente 1 "C . 
Para el agua en estado líquido, el valor de calor específico  es
1 cal/g•ºCEl calor específico indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.
Se necesita más energía calorífica para incrementar la temperatura de una sustancia con un alto valor del calor específico que otra con un valor pequeño. 
Como el calor específico es característico de cada material (propiedad intensiva), su valor para cada sustancia se determina en laqboratorios con extremo cuidado y los resultados se presentan en tablas como la que aparece a continuación.





 

Problema para entregar :
1) De acuerdo a la definicion de calor específico, para aumentar la temperatura de un gramo de agua 1"C se requiere de 1 caloría. Observando la tabla de calores específcos, cuánto calor se requiere para aumentar la temperatura en 1"C  de un gramo de cobre? Observando todas las sustancias, cuál es la que requiere menos calor para elevar su temperatura? 
2) Si tenemos 10g de agua y 10 g de piedra, y ambos reciben de la misma fuente de calor 10 calorías,  cuál de las 2 sustancias aumenta mas de temperatura, porqué y cuánto? Expresar la situación con un dibujo.
3) Si con una caloría aumentamos la temperatura de 1 g de agua 1"C,  si calentamos 100g de agua, con el mismo calor, cuánto aumenta su temperatura? Expresar la situación con un dibujo.

Tareas del sabado 13 de noviembre

A) Leer el texto e interpretarlo con dibujos de cada situación en su cuaderno y contestar las preguntas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS TRANSFERENCIAS DE CALOR "Q" 

Supongamos que tenemos una fuente de calor donde vamos a calentar diferentes sustancias.

Analicemos de que factores depende el calor transferido "Q" de un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura a otro que se encuentra a menor temperatura:

1) Tenemos la misma cantidad de agua en dos probetas.El agua de una de ellas esta a 20"C , en la otra probeta el agua esta 40"C.
Si ambas se someten a la misma fuente de calor por el mismo tiempo, cuál va a alcanzar la temperatura de ebullición en menos tiempo? Por que'? Qué factor ha influído?

2)Tengo 2 probetas con agua, pero una de ellas tiene una masa de 10g y la otra probeta de 100g de agua. Ambas son sometidas a misma fuente de calor por el mismo tiempo. Cuál de las dos alcanza antes el punto de ebullición? Por qué? Qué factor ha influído para que aunque el calor transferido sea el mismo, los resultados son diferentes?

3) Tengo dos probetas, una de ellas tiene 10g de agua y la otra 10g de aceite ambas sustancias estan a 20"C de temperatura cuando las someto a la misma fuente de calor por el miasmo tiempo. Qué sucedera? Cuál alcanza mayor temperatura en menos tiempo? Por qué?

4) Cómo influye en el consumo energético el factor tiempo cuando decimos que es la misma fuente de calor pero que en menos tiempo se alcanzó el objetivo de temperatura ? EXplicar




B) Copiar las conclusiones en su cuaderno y la fórmula obtenida y resolver el ejercicio en hoja aparte para entregar


CONCLUSIONES SOBRE CADA SITUACIÓN
Factores que influyen  en las transferencias de calor "Q" y como se miden.
 
1) El primer factor a considerar es la variación de temperatura que se produce entre la temperatura inicial del cuerpo y la final que se quiera obtener.

2) La masa del cuerpo: No se necesita el mismo tiempo para calentar un cuerpo de 1 kg que otro de 10 kg si incialmente se encontraban a la misma temperatura y eran de la misma naturaleza.

3) La naturaleza del cuerpo es otro factor a tener en cuenta. Existen cuerpos como los metales que se calientan mucho más rapidamente que otros como el agua . Ésto depende del calor específico de cada uno.

La expresión  que recoge todo lo expuesto anteriormente es:

 Q = m · c · (Tf - To)

Donde Q es el calor transferido, m la masa del cuerpo, ce es el calor específico que depende de la naturaleza de la materia que compone el cuerpo, Tf temperatura final y To temparatura inicial.

Ejercicio:Supón que para un determinado cuerpo el calor específico  toma el valor de 0.2 cal/gºC. Si su masa es de 1 kg e inicialmente estaba a una temperatura de 25 ºC:
Determine la cantidad de calor necesario para aumentar su temperatura hasta 35 ºC.



C) Tarea domiciliaria
Entrar a la siguiente página , tomar nota de cada una de las experiencias, y realizar las actividades finales que deben entregarmelas en una hoja aparte.

http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes2/objetos/fyq_040304_calor_y_temperatura/index.html

Práctico11.1 cambios de estado de la materia

La temperatura de fusión del alcohol es -117"C, y su temperatura de vaporización es 78"C.
1)Realizar una gráfica esquemática del tiempo en función de la temperatura donde se muestre el calentamiento del alcohol desde el estado sólido hasta el estado gaseoso.
2) Senalar en cada tramo de la gráfica de calentamiento el estado de agregación en que se encuentra el alcohol, y los cambios de estado que se suceden.
3) Si tomamos el alcohol en estado gaseoso que debemos hacer para que sea sólido?
4) Realizar la gráfica esquemática que describa la situación de la pregunta anterior y decir el nombre de los cambios de estado que se producen.

sabado 23 de octubre efectos del calor dilatacion

Ver juego de animación en:

http://www.wikisaber.es/CentroDeRecursos/toolkits/physics/es/exp_cont/index.html

Describir cada el dispositivo que nivela el puente en cada caso y explicar como funcionan con los efectos de la aplicación de calor.
Con qué unidades se mide el calor? Averiguar que significa ese nombre. averiguar si hay otras unidades equivalentes.
Entregar el trabajo en una hoja con su nombre.

Escrito próximo sábado 30  de octubre .
Temas: Trasmision del calor, efectos del calor, dilatación, cambios de estado, gráficas.

Practico11 cambios de estado

Practico11 cambios de estado

En una probeta  calentamos cierta cantidad de agua inicialmente a temperatura ambiente. Introducimos un termómetro en el agua  y cada 2 minutos anotamos la temperatura que se alcanza.

Los valores obtenidos están en la siguiente tabla:

Tiempo (en minutos)	Temperatura (en grados centígrados)
0	20
2	36
4	52
6	68
8	84
10	100
12	100
14	100
16	124

1-       Dibujar la gráfica de la temperatura en función del tiempo.  

2-       En qué estado está el agua a los 20 C?

3-       Que sucede durante los primeros 8 minutos?

4-       Se produce algún cambio de estado durante el proceso de calentamiento?Explicar la razón de su respuesta.

5-       Que sucede con  la temperatura entre los 10 y 14 minutos?

6-       Que estará sucediendo con el agua en ese intervalo de tiempo?

7-       En que estado estará el agua a  los 16 minutos de calentamiento?

8-       Si detenemos el proceso de calentamiento, que va a suceder con el agua?

9-       Puedes predecir cómo sería la gráfica de la temperatura en ese caso?

10-    Se producirá algún cambio de estado?

11-     Escribe sobre las gráficas el estado en que se encuentra el agua y el nombre del cambio de estado que ocurre.

IMPORTANTE  VER:


Sitio web con animación con experiencia sobre cambio de estado;

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cambios.htm


                           
  Leer atentamente y resumir el teórico sobre cambios de estado:

Diferencias entre evaporación y ebullición.

  El cambio de estado de líquido a gas se denomina vaporización. La vaporización puede tener lugar de dos formas:

-         A cualquier temperatura, el líquido pasa lentamente a estado gaseoso, el proceso se denomina evaporación. El paso es lento porque son las partículas que se encuentran en la superficie del líquido en contacto con la atmósfera las que se van escapando de la atracción de las demás partículas cuando adquieren suficiente energía para liberarse. Partículas del líquido que se encuentran en el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por las partículas que la rodean.

-         A una determinada temperatura determinada se produce el paso de líquido a gas en todo el volumen del líquido el proceso se denomina ebullición. Cualquier partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para escapar de sus vecinas, la energía se la proporciona la fuente calorífica que le ha llevado a dicha temperatura.

    Por tanto, el cambio de estado denominado vaporización se puede producir de alguna de estas formas:

-         Por evaporación que tiene lugar en la superficie del líquido, es lenta y  a cualquier temperatura, aunque aumenta la evaporación con la temperatura. Un ejemplo lo tenemos con el agua que se extiende por el suelo o la ropa mojada tendida, el proceso de secado es una evaporación del agua líquida. El agua contenida en un vaso también termina por desaparecer (se evapora), aunque la evaporación será mayor si aumentamos la superficie de contacto entre el agua y la atmósfera (por ejemplo echando el contenido del vaso en un plato).

-         Por ebullición que tiene lugar a una determinada temperatura (temperatura de ebullición), es tumultuosa y tiene lugar en cualquier parte del líquido (superficie o interior). El ejemplo lo tenemos en el agua, a medida que la calentamos la evaporación aumenta y llega un momento en el que salen burbujas de vapor de agua de cualquier parte del líquido y de forma tumultuosa (desordenadamente).

Temperatura del cambio de estado.

Mientras tiene lugar un cambio de estado, la temperatura no varía se mantiene constante hasta que el cambio de estado se complete.

-         El cambio de estado de sólido a líquido (fusión) tiene lugar a la temperatura de fusión que coincide con la temperatura de solidificación (cambio de estado de líquido a sólido, solidificación).

-         El cambio de estado de líquido a gas tiene lugar a la temperatura de ebullición y coincide con la temperatura de condensación (gas a líquido).

    Mientras dure el cambio de estado, la energía implicada (calentando o enfriando) se utiliza en cambiar el estado de agregación de las partículas, manteniéndose constante la temperatura (la energía cinética media de las partículas no varía).