TEORÍA.
INSTITUCIÓN EDUCATIVA COMERCIAL DE ENVIGADO
ÁREA DE
CIENCIAS NATURALES - QUÍMICA.
ENERGÍA.
CALOR, TEMPERATURA. Escalas de
temperatura.
10 ° Grado. Profesor Jorge L Anaya E.
Fecha: SEMANA 3. LECCIÓN
: 3
TEMA.
ENERGÍA, CALOR, TEMPERATURA.
La energía, se puede definir como la capacidad que posé un cuerpo para
realizar un trabajo. Podemos
relacionarla con aquellos días en los que nos pesa levantarnos de la cama, con
una disposición cero para realizar cualquier actividad, ya sea ir a estudiar o
al trabajo o hacer deportes, etc. En
otras ocasiones amanecemos todos briosos, con ganas de actuar, realizar
deporte, salir, etc.
En el primero de los casos diremos que estamos bajos de energía, mientras
que en el segundo, que estamos full de energía.
La energía la percibimos y utilizamos en diferentes formas; la luz de las
lámparas del salón, el calor que se desprende en la estufa; el movimiento de
las aspas del ventilador que nos refresco durante la noche, el calor que
recibimos del sol etc…
(NO) CONSULTA 2. Diferentes tipos de energía, definición de cada
una e ilustraciones.
(Entrega, semana ).
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE
LA ENERGÍA.
Este principio establece que durante un proceso, la energía involucrada, ni
se crea ni se destruye, simplemente se transforma en otros tipos de
energía. Como ejemplos podemos citar el
caso de un carrito en una montaña rusa, al estar en la cima se detendrá en un
instante y su velocidad será cero, a partir de ese momento comenzará a
descender incrementando su velocidad a medida que desciende, este movimiento
implica que adquiere energía cinética, la cual corresponde a la transformación
de la energía potencial que tenía al
encontrarse en el punto más elevado; es decir a medida que pierde altura, va
transformando su energía potencial en energía cinética. Al llegar al punto más
bajo su energía cinética será máxima mientras que la potencial será
mínima. Igual sucede con los procesos
de generación de energía eléctrica. En las hidroeléctricas, el agua que se
almacena en las presas a gran altura ( energía potencial ), se hace descender
(energía cinética ) hasta los generadores de energía eléctrica y esta luego se
distribuye en las redes eléctricas hasta llegar a nuestras residencias, donde
sufre diferentes transformaciones; Lumínica,
calórica, sonora, mecánica, etc..
CALOR, TEMPERATURA
El calor y la temperatura, son dos conceptos que comúnmente se confunden,
más en realidad son diferentes, para ayudar a comprender su diferencia,
observemos la siguiente gráfica.
Por calor se entiende un flujo de energía entres dos cuerpos o
sustancias. La Temperatura es un índice
o indicativo del nivel de energía que tiene una sustancia. En la gráfica se expresa que la energía que
fluye desde la fogata hacia el observador es mucho mayor que la que fluye desde
el cerillo hasta este (nótese el enrojecimiento del rostro al lado de la
fogata), aun cuando los valores de temperatura de las llamas sean iguales.
ESCALAS DE TEMPERATURA.
Existen dos escalas relativas
para determinar temperaturas, la escala CELCIUS comúnmente llamada CENTIGRADO, que aplica al sistema métrico
decimal y la escala FARENHEIT que
aplica en el sistema Inglés. Los
nombres de estas dos escalas se derivan de los apellidos de los investigadores
que las propusieron.
Las dos escalas citadas, inician
(Punto cero de la escala) en valores de temperatura superiores al CERO ABSOLUTO
( Temperatura más baja posible).
La escala CELCIUS adoptó como
valor cero (0) el punto de congelamiento del agua y como valor cien (100) de su
escala al punto de ebullición de esta misma sustancia. Por su parte la escala FARENHEIT, adoptó
como valor cero una temperatura correspondiente a - 17,77 °C
y su valor para el punto de ebullición del agua, un valor de 212 ° F.(100°C).
EQUIVALENCIA ENTRE ESTAS DOS ESCALAS.
Las siguientes relaciones
matemáticas nos permitirán realizar la conversión a una unidad deseada de
temperatura, cuando se nos presenta la una lectura en la unidad contraria.
(1) °F =
1,8 °C + 32 Permite a partir de
una lectura en ° C expresar su
equivalente en ° F.
( 2) °C=(°F–32)/1,8 Permite a partir de una lectura en ° F
expresar su equivalente en ° C.
Ejemplo:
- La temperatura promedio de la ciudad de Medellín es de 20 ° C, expresar dicha temperatura en ° F.
Solución: Se aplica relación (1)
°F = 1,8(20) + 32 = 36
+ 32 = 68° F será nuestra respuesta.
Ejemplo:.
- La temperatura de la ciudad de New York en verano alcanza valores de 104 °F, expresar esa temperatura en ° C .
Solución; Se aplica la relación (2)
°C = (104 –
32)/1,8 = 72/1,8
= 40°C
ESCALAS ABSOLUTAS DE TEMPERATURA.
.
A más de las
dos escalas relativas ya mencionadas, existen dos temperatura de uso en
ingeniería y las Ciencias, estas escalas se nombran como; escala absoluta KELVIN
y la escala absoluta RANKINE.
Estas dos escalas inician desde el punto CERO ABSOLUTO (Temperatura más
baja posible) por lo tanto son conocidas como escalas absolutas. La temperatura absoluta KELVIN aplica en el sistema métrico decimal y la temperatura absoluta RANKINE aplica al
sistema Inglés.
RELACIÓN ENTRE ESCALAS DE TEMPERATURA
ABSOLUTAS Y ESCALAS RELATIVAS.
Las
equivalencias entre temperaturas expresadas en escalas absolutas y su correspondiente escala relativa son:
(3 ) K = °C +
273,15 y (4) R = °F + 460. (5) K =
R/1.8
(6) °C =
K – 273,15 y (7) °F = R – 460 (8) R = K
x 1.8
Ejemplos:
·
Convertir 27 ° C a K.
Se utiliza la
relación (3). SOLUCIÓN: K = 27 + 273,15 =
300,15 K
·
Convertir
77 °F a R.
Se utiliza la
relación (4) SOLUCIÓN: R = 77 + 460
= 537 R
·
Convertir
100 K a R. SOLUCIÓN: R
= 1,8 x K = (
1,8 x 100 ) = 180 ° R
AYUDA VIRTUAL.
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
RESUMEN DE RELACIONES MATEMÁTICAS:
( 1 ) °F = 1,8 °C + 32 Permite a partir de una lectura en ° C expresar su equivalente en ° F.
(2 )°C = ( °F – 32 ) / 1,8 Permite a partir de una lectura en ° F expresar su equivalente en ° C.
(3 ) K = °C + 273,15 y (4) R = °F + 460. (5) K = R/1,8
(6) °C = K – 273,15 y (7) °F = R – 460 (8) R = 1,8 K
Realiza las siguientes conversiones de Temperatura.
- 1. Convertir: 68° F a °C,
- 2. Convertir: 30° C a °F,
- 3. Pasar a grados centígrados, 400 K,
- 4. Expresar 20 K en grados Farenheit.
- 5. Convertir 24 °F en grados Celcius y grado Kelvin.
TALLER 1. Tiempo de ejecución (Dos horas). En fofocopiadora de la Instituciónn o bajar de acá. Entrega; Semana 5.
Sustentación (Evaluación); semana 5.
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