La Ley Cero de la Termodinamica

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGON

APLICACIONES DE PROPIEDADES DE LA MATERIA

Ramírez Cabrera Cintya Berenice

Grupo: 1354

Profesor: Ing. Alejandro Rodríguez Lorenzana

Cuestionario Practica 2

1.- Define el cero absoluto

Según la tercera ley de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable. La mayor cámara frigorífica actual sólo alcanza los -271 °C. La razón de ello es que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienen energía suficiente para hacer que ésta descienda aún más.
2.- ¿Cuál es la definición de temperatura y calor?
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" que otro puede considerarse que tiene una temperatura mayor, y si es frío, se considera que tiene una temperatura menor. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
3.- Explique la escala absoluta de temperatura en el Sistema Internacional y en el Sistema Ingles
La Temperatura absoluta es el valor de la temperatura medida con respecto a una escala que comienza en el cero absoluto (0 K ó −273,15 °C). Se trata de uno de los principales parámetros empleados en termodinámica y mecánica estadística. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en kelvin, cuyo símbolo es K.^[1]
En el Sistema Ingles se utiliza el Rankine (R o Ra). Escala con intervalos de grado equivalentes a la escala Fahrenheit, cuyo origen está en -459,67 °F. En desuso.
4.- Explique el concepto de calor específico
El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial.^{[1] [2]} Se la representa con la letra (minúscula).

5.- Explique el concepto de capacidad calorífica
En forma análoga, se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra (mayúscula).
Por lo tanto, el calor específico es la capacidad calorífica específica, esto es donde es la masa de la sustancia.^[1

6.- Explique la razón de ¿Por qué se percibe más frio un trozo de metal que un trozo de madera?

Cuando nuestra mano toca un metal, al estar nuestro cuerpo a mayor temperatura que el metal perdemos calor corporal que pasa al metal. Como el metal es un buen conductor, este intercambio de energía calorífica se produce muy rápidamente, mucho más que, por ejemplo, si tocáramos un trozo de madera, de algún modo, el metal nos absorbe la energía, como si fuera un extraño amuleto mágico.

7.- ¿Porque en la escala de Fahrenheit el punto de ebullición del agua está marcado con el numero  212?

Para un punto constante de su termómetro, Fahrenheit, siguiendo a sus antecesores (entre ellos Isaac Newton), eligió la temperatura normal del cuerpo humano. En aquel tiempo generalmente se creía que la temperatura del ambiente nunca supera la de la sangre humana, y se suponía que si tal cosa sucede, el hombre morirá (éste es un criterio absolutamente erróneo).
En un principio, Fahrenheit marcó este segundo punto constante con el número 24, por la cantidad de horas del día solar medio, pero posteriormente se dio cuenta de que semejantes divisiones de la escala termométrica eran demasiado grandes. El inventor dividió cada grado en cuatro partes, por lo cual la temperatura del cuerpo humano se designó con el número 24 · 4 = 96. De esta manera estableció definitivamente el valor de la división equivalente a un grado. Graduando la escala de abajo arriba, determinó que la temperatura de ebullición del agua era igual a 212 grados.

8.- ¿Porque la definición exacta de la caloría especifica que 1g o 1Kg de agua deben calentarse de 14.5 a 15.5, grados centígrados?

El calor  es una nueva forma de energía que en S.I. se mide en joule, en honor a J. P. Joule y se simboliza J. Caloría: Cantidad de calor que se suministra a 1g de agua, inicialmente a la temperatura de 14.5°C, para elevar su temperatura hasta 15.5°C.

La primera relación cuantitativa entre la caloría y las unidades tradicionales para la energía mecánica fue establecida por Joule en 1843. Joule diseñó el siguiente mecanismo para demostrar la equivalencia entre las unidades del calor y las unidades de energía.

En este montaje las pesas al descender  realizan trabajo mecánico al agitar el agua y elevan así la temperatura del agua, debido a que se agitan las moléculas que la conforman.

En la actualidad, el equivalente mecánico del calor ya se ha establecido con un alto grado de precisión mediante varías técnicas.

Se tomó un gramo de agua (1 cm³) a cierta temperatura. Se le suministró  calor  y se verificó que la temperatura hubiese aumentado en un grado Celsius, a esta cantidad de calor se le llamó caloría. Sin embargo, después se comprobaría  que esta entrega de energía depende  de la temperatura inicial del agua, ya que no se suministra el mismo calor para elevar la temperatura del agua de O°C a 1°C o para elevarlo de 10°C a 11°C, por lo tanto, la unidad de calor se definió más correctamente como la indicada anteriormente.

9.- ¿Qué solido necesita la mayor cantidad de calor para su calentamiento?

Entre los sólidos, el que mayor cantidad de calor necesita para ser calentado, es el metal litio: su calor específico de 1,04 kcal/(kg*grad) es dos veces mayor que el del hielo.

¿Qué sustancia necesita la mayor cantidad de calor para su calentamiento?

Entre los cuerpos de la naturaleza, sólidos, líquidos y gaseosos, el que mayor cantidad de calor requiere para ser calentado, es el hidrógeno. El calor específico de esta sustancia al estado gaseoso (a presión constante) es de 3,4, y al estado

10.- ¿Por qué en la escala de Reaumur el punto de ebullición del agua está señalado con el número 80?

El termómetro original de Reaumur se parecía muy poco al actual. No era de mercurio, sino de alcohol. Reaumur graduó su escala partiendo de un solo punto de referencia constante, o sea, de la temperatura de fusión del hielo, marcado con el número 1000, y utilizando alcohol cuyo coeficiente de dilatación térmica era igual a 0,0008. El inventor estableció que la división de un grado de la escala termométrica ha de equivaler al aumento del volumen de alcohol en una milésima parte. En este caso el punto de ebullición del agua debería estar 80 grados más alto que el punto de fusión del hielo y correspondería a 1080 grados. Posteriormente señaló el punto de fusión del hielo con 0, por lo cual el de ebullición del agua fue designado (y lo es hasta hoy día) con 80 grados.