Dilatación de los cuerpos:
fenómenos se conoce como dilatación, estrechamente relacionado con la variación
de la temperatura de los cuerpos. Las moléculas de un cuero se mantienen unidas
mientras la energía que poseen no varié, si la temperatura aumenta, las
moléculas se separan por la variación en la cantidad y amplitud de los choques
entre ellas. Cuando la temperatura disminuye, el fenómeno es al contrario: se
contraen debido a que las moléculas se acercan entre ellas por pérdida de
energía cinética. Los gases se dilatan más que los líquidos y los líquidos se
dilatan más que los sólidos.
Dilatación Lineal: los
cueros sólidos como alambres, varillas y barras de metal, cuando se utilizan para
la construcción de puentes, estructuras de edificios y en las casas, al
aumentarles su temperatura sufren un aumento en su longitud, este fenómeno se le
conoce como dilatación lineal. Longitud inicial de un metro, se les aumenta 1°C
su temperatura, varían en su longitud de manera constante. A esta cantidad se
le conoce como Coeficiente de dilatación lineal. Dilatación lineal específico para
cada sustancia se representa con la letra griega a.
Li (Tf,-Ti)
Dilatación Superficial:
utilizan este fenómeno ara adelgazar o estirar barras que utilizan ara rejas y puertas
y en otros cueros sólidos como las láminas de cinc utilizadas ara techar las casas. Temperatura
sufren un aumento en su área; a este fenómeno se conoce como dilatación superficial.
Los sólidos como un área inicial de un metro cuadrado se les aumenta un 1°C su temperatura,
varían en su área de manera constante, a esta cantidad se la conoce como
coeficiente de dilatación superficial. Se representa con la letra griega y.
B= a
Ecuación
de la Dilatación superficial.
Si
(Tf -Ti)
Dilatación volumétrica:
Tanto los sólidos como los líquidos y gases, al aumentarles su temperatura
sufren un aumento en su volumen, este fenómeno se conoce como dilatación
volumétrica. Las sustancias como volumen inicial de un metro cubico se les
aumenta un 1° C su temperatura, varían su volumen de manera constante, a esta
cantidad se le conoce como Coeficiente de dilatación volumétrica. Se representa
con la letra griega y.
y
= a
Vi (Tf – Ti)
Dilatación irregular
del agua: Esta propiedad del agua que es un poco común, se conoce como
dilatación irregular. Esta propiedad permite al
agua un aumento en su volumen cuando la temperatura decrece 4°C a 0° C. Natural todas los demás líquidos
se contraen cuando disminuye la temperatura, ero el agua no lo hace. A 4°C el agua tiene su volumen mínimo y su
densidad máxima. La supervivencia de las especies acuáticas ya que al tener
menor densidad del hielo, flota congelando solo la superficie de lagos o mares
y, en el fondo, se mantiene el agua a 4°C.
“MECANISMOS
DE TRANSFERENCIA DE CALOR”
Conducción:
La conducción es el fenómeno consistente en la propagación de calor
entre dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo a diferente temperatura debido a
la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento real de
estas. La conducción de calor o transmisión de calor por conducción es un
proceso de transmisión de calor basado en el contacto directo entre los
cuerpos, sin intercambio de materia, por el que el calor fluye desde un cuerpo
a mayor temperatura a otro a menor temperatura que está en contacto con el
primero. La propiedad física de los materiales que determina su capacidad para
conducir el calor es la conductividad térmica. La propiedad inversa de la conductividad
térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para
oponerse al paso del calor. La transmisión de calor por conducción, entre dos
cuerpos o entre diferentes partes de un cuerpo, es el intercambio de energía
interna, que es una combinación de la energía cinética y energía potencial de
sus partículas microscópicas: moléculas, átomos y electrones.
La convección es una de
las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce
por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con
diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de
materiales fluidos. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor
por medio del movimiento del fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por
medio de bombas o al calentar agua en una cacerola, la que está en contacto con
la parte de abajo de la cacerola se mueve hacia arriba, mientras que el agua
que está en la superficie, desciende, ocupando el lugar que dejó la caliente. En
la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío
y en contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las
diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el
fluido.
Radiación: El
fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de
ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un
medio material. También se podría decir que es el proceso por el cual la
energía se transfiere a través de ondas electromagnéticas, como ocurre, por
ejemplo en el horno de microondas. También existen las Radiaciones
Ultravioletas y las Radiaciones Alfa.
“Calor perdido
y ganado por los cuerpos”
Explicar este fenómeno, podemos hacer mención de la
ley de la conservación del intercambio de energía calorífica, señala que la
cantidad de calor que absorbe un cuero en igual a la cantidad que pierde otros,
alcanzar el equilibrio térmico.
Calor perdido = calor ganado
Matemáticamente podemos expresarlo de la siguiente
forma:
-∆Q1
= ∆Q2
Ellos son negativos debido a que pierde calor, y el
otro es positivo porque gana calor.
-Ce1 m1 (Tf-Ti)
= C e2 m2 (Tf-Ti)
“Equilibrio térmico”
Todos los cueros al
estar a diferentes temperaturas pueden intercambiar el calor. El calor solo puede
transmitir del cuero más caliente al más frió, de la mayor temperatura a la
menor temperatura. El caso de Marilyn, que necesita tener mucho elevada la temperatura
del agua caliente por tener oca cantidad, que la de la cubeta que tiene mayor
cantidad de agua. La transferencia del calor comienza a nivel molecular debido
a la excitación de las moléculas. Estados de agregación de la materia ero es
mayor en los sólidos en líquidos y gases. El vacío no se transmite calor.
Formados por un contenedor y la capa que lo recubre, el calor o frió de los
líquidos contenidos.
“Termodinámica”
Termodinámica: la
energía almacenada en nuestros cuerpo o la que proporcionan los alimentos que
ingerimos se transforma en trabajo, cuando nos hace falta energía nos sentimos
desganados y con sueño. Nuestro cuerpo funciona como un sistema termodinámico. La
transformación de la energía térmica en trabajo y el trabajo en energía. La
energía interna de los materiales involucrados. La energía potencial de y entre
las moléculas, la energía cinética de traslación, rotación y vibración de las
mismas. La energía (U) permanece definida en un sistema termodinámico mediante
absorción o perdida de calor (Q) o trabajo (W); si el sistema gana calor es
positivo y si lo pierde es negativo; la salida de trabajo se considera positivo
y la entrada negativo.
-∆U =
∆Q - ∆W
Se clasifican leyes de la termodinámica:
Conocida como ley de equilibrio. Ley cero de la termodinámica:
si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico y se presenta un tercero,
este estará en equilibrio con los anteriores. Ley podemos explicar lo que le
sucedió al refresco de Ana, que aunque la limonada y el hielo entraron en
equilibrio.
Primera ley de la
termodinámica: Ley nos comprueba el principio de la conservación de la energía
que no se crea ni se destruye, solo se transforma. Puede definirse como: En
cualquier proceso termodinámica, el calor neto absorbido por un sistema es
igual a la suma del equivalente térmico del trabajo realizado por él y el
cambio en su energía interna, expresado matemáticamente:
-∆Q
= ∆U + ∆W
Segunda ley de la termodinámica:
No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de
un recipiente a una cierta temperatura y a la absorción de una cantidad igual
de calor por un recipiente a una temperatura más elevada. Se suministra calor a
una maquina desde un recipiente a alta temperatura. La máquina efectúa un
trabajo mecánico (W) producido por una parte del calor de entrada.
Matemáticamente se expresa su formula el cambio real de energía interna es
nulo.
Q
“Desarrollo histórico de la electricidad”
La electricidad es
una propiedad física manifestada a través de la atracción o
del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la
materia. El origen de esta propiedad se
encuentra en la presencia de componentes con carga negativa
(denominados electrones) y otros con carga positiva (los protones).
La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía que
se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento
(la corriente) como en estado de reposo (la estática). Como fuente
energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para
producir calor.
La historia
de la electricidad:
En 1820, Hans Christian Oersted descubrió que la corriente eléctrica crea un campo magnético. Con este descubrimiento los científicos pudieran relacionar el magnetismo a los fenómenos eléctricos.
En 1879, Thomas Edison inventó el foco eléctrico. Él perfeccionó un invento similar pero más antiguo utilizando electricidad de baja corriente, el vacío dentro de un globo y un filamento pequeño y carbonizado y produjo una fuente de energía duradera y confiable. En ese momento, la idea del relámpago eléctrico no era nueva, pero no existía nada que fuera lo suficientemente práctico para poderse utilizar domésticamente. Edison no sólo inventó una luz eléctrica incandescente, sino un sistema de iluminación eléctrico que contenía todos los elementos para hacer que la luz incandescente fuera segura, económica y práctica. Antes de 1879, la electricidad por corriente directa (DC) solamente se utilizaba para iluminar áreas exteriores. Lo que hoy conocemos como la industria eléctrica moderna comenzó en 1880. Esta industria surge a partir de la evolución de los sistemas de iluminación exteriores y de los sistemas eléctricos de gas y de carbón comerciales. El 4 de Septiembre de 1882, Edison encendió el primer sistema de distribución de energía eléctrica en el mundo, este proporcionaba 110 voltios de corriente directa (DC) a cincuenta y nueve clientes, y así fue como la primera estación comercial de energía comenzó a funcionar. La estación se localizaba en la calle Pearl, en la parte baja de Manhattan. Esta proporcionaba luz y electricidad a una milla a la redonda. La era eléctrica había comenzado. Esta estación se llamaba "Estación Generadora de Electricidad Thomas Edison en la Calle Pearl”. La estación contaba con los cuatro elementos necesarios para el funcionamiento de un sistema moderno de utilidad eléctrica.
“Electrostática”
La rama de la
electricidad encargada de estudiar las cargas electrostáticas en reposo. Todos
los cuerpos que nos rodean están compuestos por materia, la cual a su vez esta
conformadas por pequeñas partículas que no son visibles a simple vista,
llamadas átomos. Carga eléctrica negativa, protones que poseen cargas
eléctricas positivas y por los neutrones que no tienen cargas eléctricas. Las
cargas positivas utilizamos el signo positivo (+) y para las cargas negativas
el signo negativo (-).
La carga eléctrica se puede
transmitir de una partícula a otra o de un cuerpo a otro; a este proceso le
llamamos electrizar un cuerpo y partículas o cuerpos ganan o pierden electrones
al interactuar entre ellos mismos. La unidad que se utiliza para medir las
cargas eléctricas en el sistema internacional (SI) se llama coulomb (C) y se
define como la cantidad de electrones que posee en exceso un cuerpo con
respecto a lo que posee en su estado neutro.
1C = 6. 25 x 1018
electrones
El protón (+e) tiene
una carga de 1.6 x 10-19 y el
electrón (-e) tiene una carga de -1.6 x 10-19.
Clasificación de los
materiales
|
||
Materiales
conductores: son
los que pueden electrizar en toda su superficie, al estar libres los
electrones para moverse en todo el material
|
Materiales
aislantes o dieléctricos:
Son
los materiales que se electrizan en los puntos donde son tocados por un cuerpo
cargado o en la parte donde son frotados,
Y
se debe a que en ellos la movilidad de los electrones es nula.
|
Materiales
semiconductores:
Son
materiales que presentan las propiedades intermedias de los conductores y los
aislantes y se utilizan en la fabricación de implementos de electrónica.
|
“Ley de coulomb”
Charles
coulomb estableció, gracias a sus experimentos sobre cargas eléctricas, la ley
fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas, La fuerza
eléctrica de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales q1 y q2,
las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r que las
separa.
r2
Si las cargas se encuentran en un medio o sustancia
aislante, la fuerza sufre una disminución, la cual variara de acuerdo con el
medio de que se trate.
“Campo eléctrico e intensidad de campo eléctrico”.
Es la región que rodea a una carga en la que se
ejerce una fuerza sobre una carga de prueba. Si la carga A1 es
desconocida A2 por ser una carga espía, por ser siempre positiva nos
dirá qué tipo de carga contiene A1 por la reacción de las fuerzas de
atracción o de repulsión hacia ella. Es una cantidad vectorial directamente
proporcional a la fuerza e inversamente proporcional al valor de la carga de
prueba, cuya dirección es la de salida de carga positiva y entrante en carga
negativa.
r²
“La
electrodinámica”
La corriente eléctrica como el movimiento de las
cargas negativas a través de un conductor, originada por el movimiento o flujo
electrónico, debido a la existencia de una diferencia de potencial que permite
que los electrones circulen de una terminal negativa a una positiva. Se
presenta en los metales, los líquidos llamados electrolitos y en los gases. La
continua (CC) que obtenemos de pilas, baterías y utilizamos en relojes,
lámparas de mano, dispositivos de audio como mp3, teléfonos celulares o el
control del televisor. La corriente eléctrica es la cantidad de carga eléctrica
que pasa por cada sección de un conductor en un segundo. Expresada
matemáticamente:
I = q
t
“Resistencia eléctrica”
La unidad de la
resistencia eléctrica en el SI es el ohm (Ω). Si deseamos conocer la
resistencia de un alambre conductor a una determinada temperatura (0°C),
expresa la siguiente formula:
A
Si conocemos su
resistencia a una temperatura de 0°C, se expresa su fórmula:
Rt = R0
(1 + αt)
La resistencia
eléctrica es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la
corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en
los aisladores este valor es alto. La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω).
El elemento circuito llamado resistencia se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito.
El elemento circuito llamado resistencia se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito.
“Ley de ohm”
El físico y profesor
alemán George Simón Ohm, al realizar sus experimentos, utilizo instrumentos de
medición muy confiables y, por tanto,
pudo observar que al aumentar la diferencia de potencial en un circuito,
mayor es la intensidad de la corriente eléctrica; la resistencia del conductor
disminuye la intensidad de la corriente eléctrica. Gracias a estos resultados,
en 1827 enuncio la siguiente ley: la intensidad de la corriente eléctrica que
pasa por un conductor en circuito es directamente proporcional a la diferencia
de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la
resistencia del conductor.
R
“Circuitos
eléctricos”
El circuito eléctrico es un sistema por el cual
fluye la corriente a través de un conductor en una trayectoria completa debido
a una diferencia de potencial o voltaje, identificamos tres elementos:
voltajes, intensidad de corriente y resistencia. La corrientes eléctrica
circula por todo el sistema, y abierto cuando no circula por él. Si deseamos
cerrar o abrir un circuito, utilizamos un interruptor.
Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en
serie, en paralelo y mixtos que son la combinación de los dos primeros. Los
elementos se conectan uno después del otro, así la corriente tiene una misma
trayectoria; el circuito se interrumpe si se abre en cualquier punto, esto se
aprovecha para proteger y controlar sistemas eléctricos; misma cantidad de
corriente en todos los elementos del circuito, el voltaje se distribuye entre
todos sus elementos del circuito, el voltaje se distribuye entre todos sus
elementos, la suma de la caída de voltaje de cada elemento es igual al voltaje
aplicado (ley de Kirchhoff).
Re
= R1 + R2 + R3 +…+ Rn
El
voltaje total del circuito se calcula con la suma de las caídas de voltaje que
hay en cada resistencia, calculamos cada voltaje con la ley de ohm:
VT = V1 + V2 +
V3 +… + Vn
Como V = IR tenemos:
VT = IR1 +
IR2 + IR3 +… + IRn
Circuito
eléctrico en paralelo o también llamados circuitos de conexiones en derivación,
las siguientes características: los elementos se conectan entre dos alambres
conductores que conducen hacia la fuente de voltaje: la corriente se divide
entre los elementos conectados al circuito; los alambres conductores y
elementos del circuito se les llama ramales, trayectorias habrá ara la
corriente, por lo que disminuye la resistencia total. Siempre tendrá menor
valor que la del ramal con la resistencia de menor valor.
“Potencia eléctrica y el efecto joule”
Potencia
eléctrica se define como la rapidez con la que un aparato que emplea energía
eléctrica realiza un trabajo; de igual
manera se interpreta con la
energía que consume un maquina o cualquier aparato eléctrico en un segundo. Se
mide en watts (W) en el SI, que resulta de multiplicar la unidad de
voltaje volt (V), por la unidad de
intensidad de corriente que es el amere (A). Matemáticamente se expresa:
P =VI
Con
base a la ley de Ohm, la potencia eléctrica se calcula con las siguientes expresiones:
P=I2
R P = V2
“Efecto Joule y Ley de Joule”
La ley de joule afirma
que: el calor que produce una corriente eléctrica al circular por un conductor
es directamente proporcional al cuadro de la intensidad de la corriente, a la
resistencia y al tiempo que dura circulando la corriente matemáticamente se expresa:
Q
= 0. 24
I2 RT
El calor generado por este efecto se puede calcular
mediante la ley de joule que dice que “el calor que desarrolla una corriente
eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la
resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura
la corriente”.
Integrantes:
Natasha Ranzu Gomez Ojeda.
Ángel Ariel Rosado Ramírez.
4° semestre grupo C
Profesora: Verónica Castro
