DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
¿Qué leyes o principios de la física son aplicables para el funcionamiento de una lámpara giratoria?
Para garantizar que nuestra lámpara giratoria funcione, debemos que tener en cuenta que principios la rigen, es por eso que nos dimos a la tarea de investigar algunos conceptos elementales que debemos comprender con claridad para este proyecto, como son; trabajo, energía, calor, equilibrio térmico, temperatura y termodinámica igualmente como es que se interrelacionan con las leyes de la termodinámica.
Definición de conceptos
a. Trabajo
Es una magnitud escalar
producida sólo cuando una fuerza mueve un cuerpo en la misma dirección en que
se aplica.
b. Energía
Es una
propiedad que caracteriza la interacción de las componentes de un sistema
físico que tienen la capacidad de realizar un trabajo.
La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar. En la actualidad existen muchos tipos de energía como son:
- Energía interna
- Energía química
- Energía mecánica
- Energía nuclear
- Energía térmica
- Energía nuclear
- Energía electromagnética
- Energía eólica
- Energía hidráulica
c. Calor
Es la energía transferida de un cuerpo a otro a consecuencia de la diferencia de temperatura entre ellos, la energía calorífica fluye de objetos a mayor temperatura a los de menor temperatura que se encuentren en contacto térmico; se mide con un instrumento llamado calorímetro, sus unidades de medida son Calorías, kilocalorías y Joule.
- Caloría (cal) se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua de 14.5° C a 15.5°C
- Kilocaloría(kcal) se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un kilogramo de agua de 14.5 °C a 15.5 °C (1Kcal= 1000 Calorías)
d. Equilibrio térmico
Es cuando se ponen en contacto dos objetos que están a distinta temperatura, y después de cierto tiempo alcanzan la misma temperatura.
e. Temperatura
Se define como una sensación de calor y es una magnitud física que indica qué tan caliente o fría está una sustancia; se mide con un instrumento llamado termómetro. Ante la necesidad de medir la temperatura de los cuerpos, Galileo Galilei como Fahrenheit, crearon dispositivos capaces de hacerlo, llamados termómetros.
Imagen 3. En esta imagen se representa con un termómetro la temperatura de ese lugar.
f. Termodinámica
La termodinámica es la rama de la física que se encarga del estudio de la transformación del calor en trabajo y viceversa. Su estudio se inició en el siglo XVIII y sus principios se fundamentan en fenómenos nos comprobados experimentalmente.
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
Primera ley
"EI calor puede ser transformado en trabajo mecánico, o , el trabajo mecánico puede ser transformado en calor, existiendo una relación constante entre la cantidad de calorías suministrada y el trabajo producido y viceversa".
Segunda ley
Tercera ley
Esta ley destaca que no es posible lograr una marca térmica que llegue al cero absoluto a través de una cantidad finita de procedimientos físicos. Más adecuadamente Postulado de Nernst afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. Sucintamente, puede definirse como:
-al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema físico se detiene.
-al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.
g. Transferencia de calor
La transferencia de calor se manifiesta de tres formas, por conducción, convección y radiación, en el siguiente mapa conceptual se explicara con mas detalle.
Hay distintos tipos de instrumentos con los que se puede medir la temperatura, que se presentan continuación:
Según el estado del elemento termométrico | ||||||
Estado del elemento | Nombre | Descripción | Imagen | |||
Líquido | Termómetro de mercurio | Este es un termómetro formado por un tubo de vidrio sellado, que dentro contiene mercurio. Este termómetro trabaja con la expansión del líquido al exponerlo a un incremento de temperatura. No puede usarse por debajo de su punto de congelación -37.8°C. |  | |||
Termómetro de alcohol | Este termómetro de vidrio, es similar al de mercurio, la diferencia radica en el líquido, además posee un coeficiente de expansión más alto que el del mercurio, pero se encuentra limitado a mediciones de baja temperatura, ya que hierve a altas temperaturas. |  | ||||
Gas | Termómetro de gas | Es un termómetro que puede funcionar a presión constante o a volumen constante, es muy preciso y suele usarse para calibrar otros termómetros. |  | |||
Sólido | Tira bimetálica | Este dispositivo se funda en el distinto coeficiente de dilatación entre dos metales diferentes, ya sea el latón, acero, monel. Cuando uno de los dos metales percibe un cambio de temperatura, este se curva antes que el otro, este movimiento se traduce en la aguja que marca la temperatura. |  | |||
Pirómetros ópticos | Es un dispositivo de medición de temperatura que utiliza la radiación del calor que desprenden los cuerpos, por lo que no necesita estar en contacto íntimo con el cuerpo. También se le conoce como termómetro infrarrojo. |  | ||||
Resistencia de platino | Se basa en la toma de temperatura en un alambre de platino integrado dentro del termómetro, que se encuentra ligado a una resistencia eléctrica que cambia en función de la temperatura. |  | ||||
Según el objetivo específico a que estén destinados | ||
Nombre | Descripción | Imagen |
Termómetros de máxima | Son termómetros que registran la temperatura máxima alcanzada por el cuerpo. |  |
Termómetros de mínima | Termómetro que marca la temperatura mínima de un cuerpo. |  |
Termómetros de máxima y mínima | Mide la temperatura máxima y mínima de un cuerpo. |  |
Termógrafos | Es un dispositivo que mide y registra la temperatura, es de gran utilidad en las estaciones metereológicas y en transporte, para vigilar la temperatura del producto transportado. |  |
Termómetro de vidrio: En este tipo de termómetro, están incluidos los de mercurio y alcohol. La medición de la temperatura se basa en la expansión del líquido con el incremento de la temperatura. Al incrementar la temperatura, el líquido se expande y avanza por el tubo capilar.
Termómetro digital: Un circuito electrónico toma la temperatura y esta información se envía a un microchip que la procesa y la muestra en una pantalla digital numéricamente. Es uno de los termómetros que más se utilizan, ya que es económico, preciso y fácil de usar.
Termopar: Es un termómetro que mide la temperatura a partir de una resistencia eléctrica que produce un voltaje que varía en función de la temperatura de conexión. La toma de temperatura es rápida y suele usarse en laboratorios.
Termistor: Es un dispositivo de medición de temperatura que se basa en una variación de la resistencia del elemento sensor según la temperatura. Estos tienen un coeficiente de temperatura negativo, algo que no tiene el de resistencia de platino.
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Excelente
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