Conceptos clave de calor y termodinámica

Calor:

es la energía térmica que se transfiere de forma natural o espontánea entre dos cuerpos que están a diferente temperatura.

El calor se propaga:

Conducción:

es la propagación de calor sin desplazamiento de materia, se transmite la energía térmica en los sólidos. Al absorber energía térmica, las partículas del sólido disponen de mayor energía cinética, con lo cual vibran con mayor intensidad, la vibración se va transmitiendo a lo largo del sólido sin que haya transporte de materia.

Convección:

es la propagación de calor con transporte de materia, se transmite la energía térmica en los fluidos. El calor se propaga por dentro de la masa de fluido, se forman las corrientes de convección, las corrientes se forman debido a la diferente densidad.

Radiación:

propagación de calor con ondas electromagnéticas, no requiere presencia de un medio material, todos los cuerpos materiales emiten radiación térmica.

Variación de temperatura:

Q = cantidad de calor, m = masa, c = constante calor específico. Q = m·c·ΔT (ΔT = T final - T inicial). Calor específico: de una sustancia pura es la cantidad de calor que tienen que intercambiar con su entorno la unidad de masa de esa sustancia para que su temperatura varíe un kelvin.

Ecuación del equilibrio térmico:

mA·cA·(TA - Teq) = mB·cB·(Teq - TB).

Dilatación térmica:

es el aumento en las dimensiones que experimenta un cuerpo o un sistema material cuando se eleva su temperatura, afecta a todos los estados de agregación de la materia.

Dilatación: Solidos:

puede ser lineal, superficial, cúbica.

Líquidos. Gases. Calor latente de cambio de estado L:

es la energía térmica que intercambia con su entorno 1Kg de sustancia pura para cambiar de estado, a una presión determinada. Q = m·L Coeficiente de dilatación cúbica: ΔV = 3α·Lo(Tf - To) Lineal Δl = α·Lo(Tf - To) V esfera = 4/3·π·r^3 S esfera = 4·π·r^2

Máquina térmica:

es un dispositivo capaz de producir trabajo mecánico a partir de la energía térmica que suministra un combustible.

Rendimiento de una máquina:

η = W/Qc·100 = Qc - Qf/Qc·100