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Temperatura y expansión. Capítulo 16 Física Sexta edición Paul E. Tippens. Temperatura y energía térmica La medición de la temperatura El termómetro de gas La escala de temperatura absoluta Dilatación lineal Dilatación de área Dilatación de volumen La dilatación anómala del agua.
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Temperatura y expansión Capítulo 16Física Sexta edición Paul E. Tippens • Temperatura y energía térmica • La medición de la temperatura • El termómetro de gas • La escala de temperatura absoluta • Dilatación lineal • Dilatación de área • Dilatación de volumen • La dilatación anómala del agua
Temperatura y energía térmica La energía térmica representa la energía interna total de un objeto: la suma de sus energías moleculares potencial y cinética. Cuando dos objetos con diferentes temperaturasse ponen en contacto, se transfiere energía de uno a otro. Se dice que dos objetos están en equilibrio térmico si y sólo si tienen la misma temperatura. El calor se define como la transferencia de energía térmica debida a una diferencia de temperatura.
La medición de la temperatura Un termómetro es un dispositivo que, mediante una escala graduada, indica su propia temperatura. El punto fijo inferior (punto de congelación) es la temperatura a la cual el agua y el hielo coexisten en equilibrio térmico bajo una presión de 1 atm. Los puntos fijos superior e inferior fueron necesarios para establecer la gradación de los termómetros. El punto fijo superior (punto de ebullición) es la temperatura a la cual el agua y el vapor coexisten en equilibrio bajo una presión de 1 atm.
El termómetro de gas El termómetro a volumen constante El termómetro a presión constante
Presión Cero absoluto-273°C0 K Temperatura 0°C(punto de congelación)273 K 100°C(punto de ebullición)373 K La escala de temperatura absoluta Agua Líquida Vapor de Agua Hielo de Agua 0Temperature El cero absoluto en la escala Rankine es -460° F
L0 DL t0 Dt t L Dilatación lineal
Dilatación de área donde: DA = cambio en el área g = coficiente de dilatación de área A0 = área original Dt = cambio en la temperatura
DV V V0 Dilatación de volumen donde: DV= cambio en el volumen b = coeficiente de dilatación de volumen V0 = Volumen original Dt = cambio en la temperatura
La dilatación anómala del agua La densidad del agua, y por lo tanto su volumen, se dilatan con cambios en la temperatura sobrey debajo de4ºC.
Conceptos clave • Energía térmica • Temperatura • Equilibrio térmico • Termómetro • Punto de congelación • Punto de ebullición • Escala Celsius • Escala Fahrenheit • Cero absoluto • Escala Kelvin • Escala Rankine • Coeficiente de dilatación lineal