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Mapa conceptual física 2

Catherine GD

Created on November 15, 2024

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Transcript

Mapa conceptual del parcial 3, física II

Integrantes:

Equipo 9

  • Catherine González Díaz
  • Yamilet Martínez García
  • Laila Dariana Bello Escamilla
  • Nathalia Montelongo Salgado
  • Ashly Kislev Martínez Labra

5BVP - programación

Índice

  • Objetivo .........................................................................
  • Introducción .................................................................
  • Mapa conceptual de los temas del parcial 3 .....
  • Calor, cantidad de calor y calor específico .......
  • Transferencia de calor, conducción, convección y radiación .............................................
  • Ley de Gay -Lussac ....................................................
  • Ley de Charles .............................................................
  • Ley de Boyle .................................................................
  • Ley general de los gases ..........................................
  • Ley de los gases ideales ...........................................
  • Conclusión ....................................................................
  • Bibliografía ...................................................................
  • Preguntas ......................................................................
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El objetivo es comprender y aplicar los conceptos fundamentales, para analizar y resolver problemas relacionados con la transferencia de calor, las propiedades de los gases y sus aplicaciones en diversas áreas de la ciencia y la ingeniería. Comprenderemos la definición de calor, la relación entre la cantidad de calor y masa, así como el calor específico y su cambio de temperatura. Identificar los tres tipos de calor y observar sus diferencias. Entender los procesos de transferencia de calor y conocer más acerca de las leyes, como son la "Ley de Gay-Lussac y Charles" "Ley de Charles y Boyle" "Ley general de los gases" "Ley general de los gases ideales"

Objetivo

Las leyes de los gases y los principios de transferencia de calor nos permiten comprender cómo interactúan la energía y la materia. La Ley de Charles, la Ley de Boyle y la Ley de Gay-Lussac describen cómo la presión, el volumen y la temperatura de los gases están interrelacionados. Estas relaciones se unifican en la Ley General de los Gases y la Ley del Gas Ideal, herramientas clave para predecir el comportamiento de los gases bajo distintas condiciones. Por otro lado, el calor, definido como la energía transferida debido a diferencias de temperatura, es un concepto central en termodinámica. Su medición depende del calor específico de cada material, que indica cuánta energía necesita para cambiar su temperatura. La transferencia de calor se produce a través de conducción, radiación y convección, cada una con características únicas que explican cómo se mueve la energía térmica en sólidos, fluidos y en el espacio

Introducción

Temas del parcial 3

Calor, cantidad de calor y calor específico
Calor
Cantidad de calor
es
es
La energía necesaria para cambiar la temperatura de un cuerpo
Calor latente
Calor específico
La energía que se transfiere de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperatura .
es
es
Depende de
la cantidad de energía requerida para cambiar el estado de una sustancia sin que se altere su temperatura
El calor que requiere una sustancia por unidad de masa para lograr incrementar su temperatura en 1ºC
Masa (m en kg o g), capacidad calorífica (C en J/kgºC) y cambio de temperatura (ΔT=Tf-Ti en ºC o K)
Fórmula
Fórmula
Fórmula
Q= m*C*ΔT Q=cantidad de calor (J) m=masa (kg) ΔT=cambio de temperatura (ºC) C=capacidad calorífica (J/kgºC o cal/gºC
Q=m*L Q=calor transferido (J o KJ) m=masa (kg) L=calor latente (J/kg o KJ/kg
Q= m*C*ΔT Q=cantidad de calor (J) m=masa (kg) ΔT=cambio de temperatura (ºC) C=calor específico (J/kgºC o cal/gºC)
Transferencia de calor
Es
En física, el calor se transfiere entre cuerpos o partes de un mismo cuerpo a distinta temperatura mediante conducción, convección o radiación. Aunque los tres procesos pueden ocurrir simultáneamente, uno suele predominar
Tipos
Conducción
Radiación
Convección
Es
Es
Es
Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas, como las infrarrojas. No requiere un medio material y puede ocurrir en el vacío. Depende de la temperatura y propiedades del objeto emisor.
Transferencia de calor a través de un sólido, sin movimiento del material. Las moléculas calientes transmiten energía a las frías mediante colisiones. Depende de la conductividad térmica del material
Transferencia de calor en fluidos por el movimiento de moléculas. El fluido caliente asciende al expandirse y disminuir su densidad, mientras el frío desciende, formando corrientes que distribuyen el calor.
Ejemplo
Ejemplo
Ejemplo
El calor del Sol llega a la Tierra sin necesidad de un medio material, viajando a través del vacío del espacio.
En una olla con agua hirviendo, el agua caliente sube y el agua fría baja, formando corrientes que distribuyen el calor uniformemente
Al colocar una cuchara metálica en una olla caliente, el calor viaja desde el extremo sumergido hasta el mango.

Joseph Louis Gay- Lussac, físico francés. En el año 1802 observó que todos los gases se expanden a una misma fracción de volumen para un mismo aumento en la temperatura, lo que revelo la existencia de un coeficiente de expansión térmica común.

Ley de Gay -Lussac
¿Quién fue?
¿Qué nos dice?

“Para una masa dada de un gas cualquiera, el volumen que ocupa es proporcional a su temperatura solo si la presión se mantiene constante.”

Fórmulas
Ejemplo
En el cual
En el cual
Ejemplo

La verificación de la presión de las llantas de un coche; en bajas temperaturas.

Calentamiento de alimentos en un horno.

Para convertir una temperatura en grados Celsius, simplemente se suma 273.15 a la temperatura en Celsius
Ley de Charles
La Ley de Charles fue descubierta por Jacques Alexandre César Charles en 1787. Charles era un científico y inventor francés que realizó experimentos con globos aerostáticos llenos de hidrógeno, se dio cuenta que al calentar los globos en gas dentro de ellos se expandía y al enfriarse se contraía.
¿Quien es?
Para convertir a kelvin:
¿Qué nos dice?
La ley de Charles establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, asumiendo que la cantidad de gas y la presión permanecen constantes.
Su fórmula es la siguiente:
¿Por qué sucede?
Al aumentar la temperatura de un gas, el volumen tambien aumenta.
Si la temperatura del gas disminuye, el volumen tambien disminuye.
Ejemplo:
Si colocas un globo inflado en un congelador, se encoge porque al bajar la temperatura, disminuye el volumen del gas. Al sacarlo y calentarlo, el globo se expande, demostrando la Ley de Charles.
Ley de Boyle
Robert Boyle (1627-1691) fue un destacado científico irlandés Es famoso por su trabajo en la física y la química, especialmente por la formulación de la Ley de Boyle, que establece que, a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión.
¿Quién fue?
¿Qué establece?
La ley de Boyle establece que, para una cantidad fija de gas a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que ejerce
Su fórmula es la siguiente:
¿Por qué sucede?
si la presión aumenta, el volumen disminuye
si la presión disminuye, el volumen aumenta
Ejemplo:
En una jeringa, al aumentar el volumen (tirar del émbolo), la presión disminuye, y al reducir el volumen (presionar el émbolo), la presión aumenta.

Ley general de los gases

¿En qué consiste?

La ley general de los gases consiste en la combinación de la ley de Charles, la ley de Boyle-Mariotte y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes se refieren a cada una de las variables que son presión, volumen y temperatura absoluta.

¿Que establece?
Formula

Esta ley establece que, para una cantidad fija de gas, si la temperatura o el número de moles aumenta, el volumen también aumentará, mientras que si la presión aumenta, el volumen disminuirá.

PV= nRT

P: es la presión del gas. V: es el volumen ocupado por el gas. n: es la cantidad de sustancia del gas (en moles). R: es la constante de los gases ideales. T: es la temperatura del gas, medida en kelvin (K).

Donde:
Se obtiene de

En adición de la ley de Avogadro al rendimiento de la ley de gases combinados se obtiene la ley de los gases ideales.

Ley de los gases ideales

¿A que se refiere?

El término gas ideal se refiere a un gas hipotético que asume que las moléculas no interactúan entre si y se mueven de forma aleatoria.

Condiciones
Se utiliza

1. El gas debe estar a altas temperaturas y bajas presiones. 2. Las interaciones entre las moleculas son despreciables. 3. El volumen de las moleculas del gas es tan pequeño que puede ser ignorado.

El modelo de gas ideal también ha sido utilizado para modelar el comportamiento de electrones dentro de un metal (en el modelo de Drude y en el modelo de electrón libre), y es uno de los modelos más importantes utilizados en la mecánica estadística.

Formula
PV = nRT

Bibliografía

Euston96. (s. f.). Ley de Gay-Lussac. Recuperado de [https://www.euston96.com/ley-gay-lussac/] UAPA. (s. f.). Ley de Gay-Lussac. Recuperado de [https://uapa.cuaed.unam.mx] Wikisabio. (s. f.). La ley de Gay-Lussac. Recuperado de [https://wikisabio.com/la-ley-gay-lussac/] Educaplus. (s. f.). Ley de Boyle. Recuperado de [https://www.educaplus.org/gases/ley_boyle.html] UAPA. (s. f.). Ley de Boyle. Recuperado de [https://repositoriouapa.cuaieed.unam.mx/] UAPA. (s. f.). Ley de Charles. Recuperado de [https://repositoriouapa.cuaieed.unam.mx/ Wikipedia. (s. f.). Ley de Charles. Recuperado de [https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Charles] Britannica. (s. f.). Heat. Recuperado de [https://www.britannica.com/science/heat] Haverland. (2019). ¿Qué es calor específico? Concepto, fórmulas y ejemplos. Recuperado de [https://haverland.com/2019/11/29/que-es-calor-especifico-concepto-formulas-y-ejemplos/] Wixsite. (s. f.). Cantidad de calor. Recuperado de [https://fisicados103.wixsite.com/fisica/cantidad-de-calor] Blog CETA. (s. f.). Transferencia de calor. Recuperado de [https://blogceta.zaragoza.unam.mx/tcalor/principios/] Definición. (s. f.). Transferencia de calor. Recuperado de [https://definicion.de/transferencia-de-calor/] Gobierno Vasco. (s. f.). Beroa eta tenperatura. Recuperado de [https://www.euskadi.eus/contenidos/documentacion/beroa.pdf] MASAM UNAM. (s. f.). Ley general de los gases ideales. Recuperado de [https://masam.cuautitlan.unam.mx/dycme/neh/ley-general-de-los-gases-ideales/] ULPGC. (s. f.). Ley general de los gases ideales. Recuperado de [https://www2.ulpgc.es/] Wikipedia. (s. f.). Ley general de los gases. Recuperado de [https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_general_de_los_gases] MASAM UNAM. (s. f.). Ley de los gases ideales. Recuperado de [https://masam.cuautitlan.unam.mx/dycme/neh/ley-general-de-los-gases-ideales/] Wikipedia. (s. f.). Ley de los gases ideales. Recuperado de [https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales] Wikipedia. (s. f.). Gas ideal. Recuperado de [https://es.wikipedia.org/wiki/Gas_ideal]

La ley de los gases y los principios de transferencia de calor son fundamentales para entender como interactúan la energía y la materia en diferentes sistemas. A través de las leyes de charles, Boyle y Gay - lussac, junto con la ley General de los Gases y la ley del Gas Ideal podemos describir con precaución el comportamiento de los gases en función de su presión, volumen y temperatura. Asimismo, el estudio de calor y su transterencia mediante conducción, radiación y convección nos permite comprender cómo se distribuye la energía témica en diferentes medios. Estos conceptos no solo son esenciales para explicar fenómenos naturales, uno que tambien tiene aplicaciones prácticar en la industria, la tecnología y la vida cotidiana, destacando su relevancia en el avance del conomiento y la mejora de nuestra calidad de vida

Conclusión

PREGUNTAS

¡MuchasGracias!