Termodinámica
¿Que es la termodinámica ?
La termodinámica trata los procesos de transferencia de calor, que es una de las formas de energía, y cómo se puede realizar un trabajo con ella. En esta área se describe cómo la materia en cualquiera de sus fases (sólido, líquido, gaseoso) va transformándose. Desde un punto de vista macroscópico de la materia, se estudia cómo esta reacciona a cambios en su volumen, presión y temperatura, entre otras magnitudes. La termodinámica se basa en cuatro principios fundamentales: el equilibrio termodinámico (o principio cero), el principio de conservación de la energía (primer principio), el aumento de la entropía con el tiempo (segundo principio) y la imposibilidad del cero absoluto (tercer principio
¿Diferencia entre calor y temperatura?
El calor y la temperatura son dos conceptos estrechamente relacionados en la física. La diferencia más importante entre estos dos conceptos es que el calor está relacionado con la energía térmica de un cuerpo, mientras que la temperatura está relacionada con la energía cinética molecular .El calor es la transferencia de energía térmica entre las moléculas de un mismo sistema
- Unidad de medida del calor
- Joules
Un joule se define como la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton en un metro de longitud en la misma dirección de la fuerza
- Instrumento de medición
Lo que mide el calor es cómo se mueve la energía. Un objeto gana o pierde calor, pero no puede tener calor
- Datos curiosos
¿Te imaginas cuánta energía se necesita para evaporar un litro de agua? Se necesitan aproximadamente 2,257,000 joules de energía para evaporar un litro de agua a 100 grados Celsius
La temperatura describe la energía cinética promedio de las moléculas que se encuentran dentro de un sistema La temperatura es una propiedad física de un objeto .
- Unidad de medida de la temperatura
Se puede medir en grados Celsius, Kelvin y Fahrenheit.
- Instrumento de medición
Termómetro
En resumen, el calor es una forma de energía, mientras que la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas que se encuentran dentro de un sistema.
Figura1
¿Diferencia entre caloría y joules?
El joule es la unidad de medida del Sistema Internacional (SI) utilizada para medir energía, trabajo y calor . Un joule se define como la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton en un metro de longitud en la misma dirección de la fuerza . En otras palabras, un joule es igual a la energía transferida a un objeto cuando una fuerza de un newton actúa sobre ese objeto en la dirección de su movimiento a través de una distancia de un metro .
Por otro lado, la caloría es una unidad de energía que se utiliza comúnmente en la nutrición para medir el contenido energético de los alimentos. Una caloría es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius . En términos de unidades más grandes
Un joule es equivalente a 0.239 calorías
.
En resumen, la principal diferencia entre una caloría y un joule es que la caloría se utiliza para medir la energía contenida en los alimentos, mientras que el joule se utiliza para medir la energía en general
Las escalas de medición de la temperatura
Celsius (°C): También conocida como escala centígrada, se utiliza comúnmente en todo el mundo para medir la temperatura. En esta escala, el punto de congelación del agua es 0°C y el punto de ebullición es 100°C, a una presión atmosférica normal.
Fahrenheit (°F): Principalmente utilizada en los Estados Unidos y algunos países que adoptaron el sistema imperial. En esta escala, el punto de congelación del agua es 32°F y el punto de ebullición es 212°F.
Kelvin (K): Utilizada en la ciencia y la investigación, especialmente en física y química. En esta escala, cero Kelvin (-273.15°C) es el cero absoluto, la temperatura más baja teóricamente posible.
- Datos curiosos
- ¿Sabías que la temperatura más alta registrada en la Tierra fue de 56.7 grados Celsius en Furnace Creek Ranch, California, en 1913
Las escalas centígradas
Son dos escalas termométricas comúnmente utilizadas para medir la temperatura en grados Celsius (°C) y Kelvin (K). Ambas escalas están relacionadas de la siguiente manera:
- Celsius (°C): Esta es la escala más comúnmente utilizada para medir la temperatura en el sistema métrico. El punto de congelación del agua se define como 0°C, y el punto de ebullición del agua se define como 100°C a una presión atmosférica normal. La escala Celsius divide la diferencia entre estos dos puntos en 100 partes iguales.
- Kelvin (K): La escala Kelvin es una escala de temperatura absoluta que se utiliza en ciencias y en el Sistema Internacional de Unidades (SI). El cero absoluto (la temperatura más baja posible) se define como 0 Kelvin. La relación entre la escala Kelvin y la Celsius es simple: 0°C es igual a 273.15 K. Por lo tanto, para convertir de Celsius a Kelvin, se suma 273.15 a la temperatura en grados Celsius.
¿Por qué kelvin no son grados ?
El kelvin es la unidad de medida de temperatura del Sistema Internacional (SI) 1. A diferencia de la escala Celsius, que tiene su punto de congelación del agua a 0 grados y su punto de ebullición a 100 grados, la escala Kelvin se basa en el cero absoluto, que es la temperatura más baja posible . El cero absoluto se define como -273.15 grados Celsius, lo que significa que no hay temperaturas negativas en la escala Kelvin .
En resumen, el kelvin no es una medida en grados porque no tiene un punto de referencia arbitrario como la escala Celsius. En cambio, se basa en el cero absoluto, que es la temperatura más baja posible .
- Datos curiosos
- ¿Sabías que el cero absoluto, la temperatura más baja posible, es de -273.15 grados Celsius
- ¿Alguna vez has oído hablar de la ley del cero de la termodinámica? Esta ley establece que no se transfiere calor entre dos objetos en equilibrio térmico; por lo tanto, están a la misma temperatura 2.
¿Qué es el cero absoluto?
El cero absoluto es la temperatura más baja posible en la escala de temperatura Kelvin, que es la escala utilizada en la física y la ciencia. Se representa como 0 Kelvin, y su equivalencia en grados Celsius es aproximadamente -273.15 °C. En el cero absoluto, las partículas subatómicas tienen la energía cinética más baja posible, lo que implica que la materia estaría en su estado más ordenado y con la mínima agitación térmica. Este punto de referencia es fundamental en la termodinámica y se utiliza para definir la escala de temperatura Kelvin.
- Dato curioso
- Sabias que en la Antártida se vive el clima más frío del mundo. De hecho, como precedente, el 21 de julio de 1983, se registró allí la temperatura más baja del planeta registrada por una estación meteorológica: -89.2°C, lo cual se dio en la base rusa de Vostok.
Tercera Ley de la Termodinámica: Esta ley establece que a medida que la temperatura de un sistema se acerca al cero absoluto, la entropía del sistema tiende a un valor mínimo. El cero absoluto es la temperatura más baja posible.
Cero Absoluto: Este concepto no es una ley en sí, pero se relaciona con la tercera ley. Es la temperatura teórica más baja posible, a -273.15 grados Celsius, donde las partículas de un sistema tienen la energía mínima posible.
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