Omitir e ir al contenidoIr a la página de accesibilidad

Resumen

1.1 Temperatura y equilibrio térmico

  • La temperatura se define operativamente como la cantidad medida por un termómetro. Es proporcional a la energía cinética promedio de los átomos y moléculas de un sistema.
  • El equilibrio térmico se produce cuando dos cuerpos están en contacto y pueden intercambiar energía libremente. Los sistemas están en equilibrio térmico cuando tienen la misma temperatura.
  • La ley cero de termodinámica establece que cuando dos sistemas, A y B, están en equilibrio térmico entre sí, y B está en equilibrio térmico con un tercer sistema C, entonces A también está en equilibrio térmico con C.

1.2 Termómetros y escalas de temperatura

  • Hay tres tipos de termómetros: de alcohol, de cristal líquido y de radiación infrarroja (pirómetro).
  • Las tres principales escalas de temperatura son Celsius, Fahrenheit y kelvin. Las temperaturas se pueden convertir de una escala a otra mediante ecuaciones de conversión de temperatura.
  • Las tres fases del agua (hielo, agua líquida y vapor de agua) pueden coexistir a una misma presión y temperatura conocida como punto triple.

1.3 Dilatación térmica

  • La dilatación térmica es el aumento del tamaño (longitud, área o volumen) de un cuerpo debido a un cambio de temperatura, generalmente un aumento. La contracción térmica es la disminución de tamaño debido a un cambio de temperatura, generalmente por su descenso.
  • La tensión térmica se crea cuando se limita la contracción dilatación térmica.

1.4 Transferencia de calor, calor específico y calorimetría

  • El calor y el trabajo son los dos métodos distintos de transferencia de energía.
  • La transferencia de calor a un objeto cuando su temperatura cambia suele aproximarse bien mediante Q=mcΔT,Q=mcΔT, donde m es la masa del objeto y c es el calor específico de la sustancia.

1.5 Cambios de fase

  • La mayoría de las sustancias tienen tres fases distintas (en condiciones ordinarias en la Tierra), y dependen de la temperatura y la presión.
  • Dos fases coexisten (es decir, están en equilibrio térmico) a un conjunto de presiones y temperaturas.
  • Los cambios de fase se producen a temperaturas fijas para una sustancia dada a una presión determinada, y estas temperaturas se denominan puntos de ebullición, congelación (o fusión) y sublimación.

1.6 Mecanismos de transferencia de calor

  • El calor se transfiere por tres métodos diferentes: conducción, convección y radiación.
  • La conducción de calor es la transferencia de calor entre dos objetos en contacto directo.
  • La tasa de transferencia de calor P (energía por unidad de tiempo) es proporcional a la diferencia de temperatura Th−TcTh−Tc y el área de contacto A e inversamente proporcional a la distancia d entre los objetos.
  • La convección es la transferencia de calor por el movimiento macroscópico de la masa. La convección puede ser natural o forzada, y generalmente transfiere la energía térmica más rápidamente que la conducción. La convección que se produce junto con un cambio de fase puede transferir energía de las regiones frías a las calientes.
  • La radiación es la transferencia de calor mediante la emisión o absorción de ondas electromagnéticas.
  • La tasa de transferencia de calor por radiación es proporcional a la emisividad e. Para un cuerpo negro perfecto, e=1e=1, mientras que un cuerpo perfectamente blanco, claro o reflectante tiene e=0e=0, con objetos reales que tienen valores de e entre 1 y 0.
  • La tasa de transferencia de calor depende de la superficie y de la cuarta potencia de la temperatura absoluta:
    P=σeAT4,P=σeAT4,
    donde σ=5,67×10−8J/s·m2·K4σ=5,67×10−8J/s·m2·K4 es la constante de Stefan-Boltzmann y e es la emisividad del cuerpo. La tasa neta de transferencia de calor de un objeto por radiación es
    Qnetat=σeA(T24−T14),Qnetat=σeA(T24−T14),
    donde T1T1 es la temperatura del objeto rodeado por un ambiente con temperatura uniforme T2T2 y e es la emisividad del objeto.
Cita/Atribución
Reutilización y redistribución de este contenido en formato digital o impreso:
  • Este libro no puede ser utilizado en la formación de grandes modelos de lenguaje ni incorporado de otra manera en grandes modelos de lenguaje u ofertas de IA generativa sin el permiso previo por escrito de OpenStax.
  • Este libro utiliza la Creative Commons Attribution License, lo que significa que puede reutilizar y modificar el material únicamente con fines no comerciales, debe atribuir a OpenStax y debe distribuir cualquier obra derivada bajo la misma licencia.
  • Cualquier impresión comercial de este libro de texto, incluido el uso de una impresora local o personalizada, debe ser aprobada por OpenStax y proporcionarse la cita adecuada.
  • Las imágenes, actividades, evaluaciones y componentes similares de este libro protegidos por derechos de autor de OpenStax están sujetos a la misma licencia: CC-BY-NC-SA. Pueden utilizarse con fines no comerciales siempre que se otorgue el crédito correspondiente. El uso comercial requiere autorización.
  • Solicitudes de permiso: Cualquier persona que desee incorporar este contenido (incluidos texto, imágenes y otros componentes) a grandes modelos de lenguaje o LLMs, utilizarlo en productos o servicios de IA, emplearlo con fines comerciales (incluso en formato impreso) o que tenga preguntas sobre otro caso de uso, puede completar nuestro formulario de solicitud de reutilización.
Información de atribución
  • Si redistribuye todo o parte de este libro en formato impreso sin fines comerciales, debe incluir en cada página física la siguiente atribución:
    Acceso gratis en https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-2/pages/1-introduccion
  • Si redistribuye todo o parte de este libro en formato digital sin fines comerciales, entonces por cada página que incluya contenido de OpenStax, debe licenciar la obra derivada bajo la misma licencia CC-BY-NC-SA que la original e incluir en cada vista de la página digital la siguiente atribución:
    Acceso gratuito en https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-2/pages/1-introduccion
Información sobre citas

La siguiente información incluye los detalles necesarios para crear una cita utilizando los estilos principales (APA, MLA, etc.). Debe reformatear y organizar la información según sea necesario para cumplir con los requisitos del estilo. Utilice la información que aparece a continuación para generar una cita. Recomendamos utilizar una herramienta de citas como this one.

© 13 abr. 2022 OpenStax. El contenido de los libros de texto que produce OpenStax tiene una licencia de Creative Commons Attribution License. El nombre de OpenStax, el logotipo de OpenStax, las portadas de libros de OpenStax, el nombre de OpenStax CNX y el logotipo de OpenStax CNX, así como el nombre y el logotipo de Rice University (incluidas sus marcas denominativas), no están sujetos a la licencia de Creative Commons y no se pueden reproducir sin el previo y expreso consentimiento por escrito de Rice University.