Recapitulacion

El martes 26 de Octubre relizamos una practica en la sala telmex de la escuela, en donde reforzamos el tema del MRU, en esa practica utilizamos un simulador para calcular la velocidad, graficamos los resultados y llegamos a ciertas conclusiones de acuerdo a la hipotesis del MRU.
Me parecio muy interesante esta practica ya que fue una forma diferente de aprender a comparacion de estar en el salon de clase.

El jueves 28  vimos el tema de aplicaciones de las formas de calor: conduccion, conveccion y radiacion.

Conservación de la Energía

Esta ley es una de las leyes fundamentales de la física y  su teoría se trata de que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se  transforma (ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede considerar como una forma de energía .En general, no se tratará aquí el problema de conservación de masa en energía ya que se incluye la teoría de la relatividad).

La ley de conservación de la energía afirma que:

1.-No existe ni puede existir  nada capaz de generar energía.

2.-No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.

3.-Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.

 

Aplicaciones de las formas de calor: conducción, convección, radiación.

Ley de Fourier

Los mecanismos de transferencia de energía térmica son de tres tipos:

§  Conducción

§  Convección térmica

§  Radiación térmica

La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura.

La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.

La conducción del calor es muy reducida en el espacio vacío y es nula en el espacio vacío ideal, espacio sin energía.

El principal parámetro dependiente del material que regula la conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.

a transferencia de energía o calor entre dos cuerpos diferentes por conducción o convección requiere el contacto directo de las moléculas de diferentes cuerpos, y se diferencian en que en la primera no hay movimiento macroscópico de materia mientras que en la segunda sí lo hay. Para la materia ordinaria la conducción y la convección son los mecanismos principales en la "materia fría", ya que la transferencia de energía térmica por radiación sólo representa una parte minúscula de la energía transferida. La transferencia de energía por radiación aumenta con la cuarta potencia de la temperatura (T4), siendo sólo una parte importante a partir de temperaturas superiores a varios miles de kelvin.

Ley de Fourier.

Es la forma de transmitir el calor en cuerpos sólidos; se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor aumentan su vibración y chocan con las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas del cuerpo se agitan, por esta razón, si el extremo de una varilla metálica se calienta con una flama, transcurre cierto tiempo hasta que el calor llega al otro extremo. El calor no se transmite con la misma facilidad por todos los cuerpos. Existen los denominados "buenos conductores del calor", que son aquellos materiales que permiten el paso del calor a través de ellos. Los "malos conductores o aislantes" son los que oponen mucha resistencia al paso de calor.

Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos con temperatura superior a 0 K emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 100µm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del espectro electromagnético.

La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura.

Los cuerpos negros emiten radiación térmica con el mismo espectro correspondiente a su temperatura, independientemente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da la frecuencia de radiación emitida más probable y la ley de Stefan-Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora (esta energía depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta).

A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la luz que reflejan, dado que por sí mismos no emiten luz. Si no se hace incidir luz sobre ellos, si no se los ilumina, no podemos verlos. A temperaturas más altas, vemos los cuerpos debido a la luz que emiten, pues en este caso son luminosos por sí mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo de acuerdo a su color, pues un cuerpo que es capaz de emitir luz se encuentra a altas temperaturas.

La relación entre la temperatura de un cuerpo y el espectro de frecuencias de su radiación emitida se utiliza en los pirómetros ópticos.

Calor especifico y latente

Calor especifico: Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y kelvin; en ocasiones también se expresa en calorías por gramo y grado centígrado. El calor específico del agua es una caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado.

Calor latente: En termo química, calor latente es la cantidad de energía bajo la forma de calor lanzado o absorbido por una sustancia durante un cambio de fase (es decir. sólido, líquido, o gas), - también llamó una transición de la fase.

 

 

Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía interna

EQUILIBRIO TERMICO

Todos los cuerpos tienen una energía llamada energía interna. La cantidad de energía interna de un cuerpo es muy difícil de establecer ya que las partículas que forman un cuerpo tienen energías muy variadas. Tienen energías de tipo eléctrico, de rotación, de traslación y vibración debido a los movimientos que poseen, energías de enlace (que pueden dar posibles reacciones químicas) e incluso energía al desaparecer la materia y transformarse en energía DE=mc².

Al poner en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, el de mayor temperatura cede parte de su energía al de menos temperatura hasta que sus temperaturas se igualan. Se alcanza así lo que llamamos "equilibrio térmico".
La energía calorífica (calor) no pasa del cuerpo que tiene más energía al que tiene menos sino del que tiene mayor temperatura al que la tiene menor.

Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico.

Consideremos entonces dos sistemas en contacto térmico, dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente. Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan acciones desde el exterior capaces de ejercer trabajo sobre ellos. La experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico recíproco o simplemente de equilibrio térmico.

El concepto de equilibrio térmico puede extenderse para hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio térmico. Cuando dos porciones cualesquiera de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el sistema mismo está en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo.

El concepto de equilibrio térmico es la base de la llamada Ley Cero de la Termodinámica. Esta ley proposición fue enunciada por R. H. Fowler en 1931. La ley cero de la termodinámica se enuncia diciendo:

La experiencia indica que si dos sistemas A y B se encuentran, cada uno por separado, en equilibrio térmico con un tercer sistema, que llamaremos C, entonces A y B se encuentran en equilibrio térmico entre sí.

TEMPERATURA

  

La temperatura es la medida de la cantidad de energía de un objeto. Ya que la temperatura es una medida relativa, las escalas que se basan en puntos de referencia deben ser usadas para medir la temperatura con precisión. Hay tres escalas comúnmente usadas actualmente para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la escala Celsius (°C), y la escala Kelvin (K).

INTERCAMBIO DE ENERGIA INTERNA

Para comprender los fenómenos térmicos es necesario imaginar los cuerpos materiales como almacenes de partículas dotadas de movimiento de diferentes tipos: vibración, rotación y traslación. Cada uno de estos movimientos puede ser transferido a otra partícula que no lo tenga, mediante algún tipo de interacción, como por ejemplo choques o acciones ejercidas a distancia. Se dice en estos casos que las partículas tienen energía, la cual puede ser aumentada o disminuida, aumentando cualquiera de estos tipos de movimientos o todos a la vez.

La Energía Total de un objeto material depende del número de partículas que tenga, de la energía cinética de cada una de ellas y de la energía proveniente de las interacciones entre ellas. Esta energía total es la Energía Interna que tiene el cuerpo.

Esto quiere decir que un objeto material tiene mucha energía interna por tres razones: o porque tiene muchas partículas o átomos componentes, o porque sus átomos o partículas componentes tienen una energía muy alta., o ambas cosas a la vez, como ocurre en el caso de una estrella. Desde este punto de vista cuando calentamos un clavo ya sea con una vela o martillándolo, lo que se hace es incrementar la energía de sus partículas componentes, aumentando de esta manera su energía interna.

Consumo de energía per cápita y desarrollo social.

Se refiere al consumo de energía promedio de cada habitante de un país o región en particular.
"Per capita" es una locución latina de uso actual que significa literalmente por cabeza (está formada por la preposición per y el acusativo plural de caput, capitis -cabeza) y, generalmente, se utiliza para indicar la media por persona en una estadística determinada.
Así pues existe el "ingreso per capita" que es los ingresos de una población divididos entre la propia población para determinar el ingreso promedio.
Están también el "producto interno bruto per capita" o el "consumo per capita de alcohol" o cualquier cosa que te imagines.

El consumo per cápita de energía es muy desigual en el mundo. Transporte, industria y vivienda son, por este orden, los sectores de consumo más importantes. En los países más ricos el sector de los transportes (azul) tiene un consumo per cápita diez veces superior al que este sector tiene en los otros países. El consumo en el sector del comercio y de los servicios públicos (amarillo), que es importante en los países más ricos, apenas lo es todavía en el conjunto del resto del mundo.

Movimiento Rectilíneo Uniforme

El Movimiento Rectilíneo Uniforme

-          En Internet, individualmente indagaran; el tema: El movimiento Rectilíneo Uniforme.

-          Describir y anotar bibliografía

Movimiento: Un cuerpo tiene movimiento si cambia de posición a través del tiempo.

Rectilíneo: Un movimiento tiene una trayectoria rectilínea si se mueve a lo largo de una línea recta.

Uniforme: Se refiere a que el cuerpo que se mueve avanza, o retrocede, la misma distancia en cada unidad de tiempo. También se puede decir que se refiere a que el cuerpo que se mueve lo hace con velocidad constante.

           El MRU se caracteriza por:

a)Movimiento que se realiza en una sóla direccion en el eje horizontal.

b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables.

c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración=0).

El concepto de velocidad es el cambio de posición (desplazamiento) con respecto al tiempo.

Fórmula:

v= d/t  ;  d=v*t   ;  t=d/v

v=velocidad         d=distancia o desplazamiento    t=tiempo

Al graficar el desplazamiento (distancia) contra tiempo se obtiene una línea recta. La pendiente de la línea recta representa el valor de la velocidad para dicha partícula.

Al realizar la gráfica de velocidad contra tiempo obtenemos una recta paralela al eje X. Podemos calcular el deslazamiento como el área bajo la línea recta.

Bibliografía: http://shibiz.tripod.com/id9.html

http://www.profisica.cl/conceptos/mru.pdf

-          ¿Podrá ponerse en movimiento un cuerpo, sólo a expensas de sus fuerzas internas?

-          Discusión en equipo de la respuesta a la pregunta anterior:

No, debido a que siempre dependerá de una fuerza externa para moverse

Cada equipo presenta al grupo sus respuestas y se llega a un consenso de la respuesta:

De la actividad experimental se obtuvieron los datos de distancia recorrida por el móvil y el tiempo, calcular la velocidad, graficar  en Excel  distancia-velocidad y pegar la gráfica en este documento.

                    Tabulación                                                                                          GRAFICA

Distancia cm	Tiempo segundos	Velocidad cm/seg
20	0.5	40
40	1.1	36.36
60	1.7	35.29
80	2.1	38.09
100	2.8	35.71
120	3.5	34.28

En equipo analizar los resultados obtenidos y escribir su conclusión:

La velocidad fue casi constante en todos de 0 a 40 cm/seg maximo

Localizar en Internet el: Simulador del Movimiento  Rectilíneo Uniforme, de acuerdo a la escala del simulador, obtener seis datos de distancia y el tiempo de recorrido para calcular la velocidad del móvil. Graficar en Excel distancia-velocidad y pegar la gráfica en este documento.

                    Tabulación                                                                                          GRAFICA

Lectura	Distancia cm	Tiempo segundos	Velocidad cm/seg
1	5	0.5	10
2	10	1	10
3	15	1.5	10
4	20	2	10
5	25	2.5	10
6	30	3	10

En equipo analizar  los resultados obtenidos y escribir su conclusión:

La velocidad en todas fue constante debido a que de eso se trata el MUR

Comparar las conclusiones obtenidas del experimento con las del Simulador y escribir las conclusiones finales con referencia a la Pregunta inicial:

Los resultados son los mismos en ambos casos y se comprueba la hipótesis del MRU.