Energía Mecánica graficas

piso	aire
14.51	2.77
30.5	3.99
14.19	4.23

Medición de la energía calorífica

equipo	agua	aire	metal
1	18	21	22
2	17	22	20
3	18	23	25
4	18	20	21
5	19	23	22
6	19	22	22

Recapitulacion

En esta semana, cada equipo escribió lo que entendía sobre la Segunda Ley de la Termodinámica en el pizarrón.
Después el Profesor, con nitrógeno líquido a menos de 0 °C, congelamos diferentes cosas como: hojas de un árboles, dos imánes,gajos de mandarina, un plátano, un billete,mercurio y un glóbo las cosas tomaban instantáneamente una forma dura, ya que el nitrogeno liquido robaba la energia de los objetos solo los que contenian agua al volver a la temperatura ambiente empezaban a recuperar su estado.

Practica SILADIN

Se hablo del concepto de temperatura como la medida de energía cinética promedio de un cuerpo. La temperatura sólo mide la temperatura de un solo cuerpo.Se realizó un experimento prendiendo una vela, y despues poniendo la mano a un costado de esta , y muy de cerca. Luego se puso la mano arriba de la vela, sin embargo no se podía acercar tanto como cuando se ponía de un lado de la vela la mano, esto es debido a que las moléculas se expanden y suben; así 'golpeando' nuestra mano y haciendonos sentir dicha sensación.La temperatura se mide con la ayuda de un termómetro, el cual sólo mide su propia temperatura tambien se dio el concepto de Radiación de un cuerpo depende de la temperatura más la cantidad de energía que se va a radiar.

Conversión de trabajo en calor.

MATERIAL:

Cautín, madera, metal, piedra, taladro con broca, termómetro.

PROCEDIMIENTO:

A.- Colocar la broca al taladro y aplicar durante dos minutos la acción de taladrar a la madera, el metal y la piedra.

C.-Dibujar sobre la madera un motivo para grabarlo con el cautín.

Equipo	Temperatura madera	Metal	Piedra
1	100C	190C	170C
2	160C	190C	180C
3	170 C	19 0C	160 C
4	150C	190C	170C
5	180C	190C	170C
6	18OC	190C	18.50C

Graficar los datos para cada material (equipo-temperatura).

B.-Medir la temperatura después de los dos minutos en cada caso. 

Fenómenos térmicos y contaminación.

Fenómenos   térmicos


Los fenómenos térmicos son aquellos que están relacionados con la emisión y la absorción del calor. Estos fenómenos pueden ser encontrados en cada actividad que el hombre realiza diariamente: el calentamiento de la atmósfera por la radiación solar, la climatización de los locales por medio del aire acondicionado, la cocción de los alimentos y su refrigeración.


Una característica general de los fenómenos térmicos es que existen cuerpos que ceden energía en forma de calor, y otros que son capaces de absorber dicha energía. Con el objetivo de caracterizar cuantitativamente la emisión o la absorción del calor,


en un número considerable de fenómenos térmicos se logra el desprendimiento de energía de los cuerpos, mediante su combustión.


Fenómenos térmicos peligrosos


Son provocados por la oxidación rápida, no explosiva de sustancias inflamables, produciendo llama. Ésta puede ser estacionaria, , o el dardo de fuego o progresiva pero en todos los casos disipa la energía de combustión mayoritariamente por radiación térmica.
      Contaminación
     La contaminación es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio (irreversible o no) en un medio físico o un   ecosistema. Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio ambiente, y por tanto, se genera como consecuencia de la actividad humana.
Puede ser un contaminante cualquier elemento, compuesto químico o material de cualquier tipo, natural o artificial, capaz de permanecer o ser arrastrado por el aire. Puede estar en forma de partículas sólidas, gotas líquidas, gases o en diferentes mezclas de estas formas. 

Entropía. Concepto relacionado con la irreversibilidad

La "Entropía" es definida como una medida de energía inutilizable dentro de un sistema cerrado o aislado (el universo, por ejemplo). A medida que la energía utilizable decrece y la energía inutilizable aumenta, la "entropía" aumenta. La entropía es también un indicador de aleatoriedad o caos dentro de un sistema cerrado. A medida que la energía utilizable es irrecuperablemente perdida, el desorden, la aleatoriedad y el caos aumentan.

Irreversibilidad y entropia.

Ahora nos podriamos preguntar : De que depende la reversibilidad de un proceso??. Una respuesta a esto es decir que la variacion de entropia es el criterio que permite establecer el sentido en que se produciran un proceso determinado que cumpla con el primer principio de la termodinamica. Asi, el ingeniero mecanico esta interesado en la reversibilidad y en las variaciones de entropia por que desde su punto de vista algo se ha "perdido" cuandoo se ha producido un prceso irreversible, en una maquina de vapor io en una turbina. Lo que se ha perdido, sin embargo, no es enrgia, sino una oprtunidad. La oprtunidad de transformar energia termica en energia mecanica. Puesto que la energia interna de una sustancia que evoluciona en una maquina termica se recupera generalmente por absorcion del calor, decimos que lo que se pierde es una oprtunidad de converretir calor en trabajo mecanico. Es imposible extraer calor de una unica fuente y hacer funcionar una maquina ciclica; en cambio podriamos hacer hacer funcionar una maquina etre dos fuentes, una caliente y otra fria, extrayendo calor de una y entregandosela a la otra, y disponiendo de una parte de ese calor para producir trabajo mecanico. Una vez que las fuentes han alcanzado la misma temperatura, esta oprtunidad esta irremediablemente perdida. Por lo tanto cualquier proceso irreversible en una maquina termica disminuye su rendimiento, es decir, reduce la cantidad de trabajo mecanico que puede obtenerse con una cierta cantidad de calor absorbido por la sustancia que evoluciona.

bibliografia  http://www.cec.uchile.cl/~roroman/pag_2/ENTROPIA.HTM

Segunda ley de la termodinámica.

La entropía de un sistema es una magnitud física abstracta que la mecánica estadística identifica con el grado de desorden molecular interno de un sistema físico. La termodinámica clásica, en cambio, la define como la relación entre el calor transmitido y la temperatura a la que se transmite. La termodinámica axiomática, en cambio, define a la entropía como una cierta función –a priori, de forma desconocida–, que depende de los llamados "parámetros característicos" del sistema, y que sólo puede definirse para los estados de equilibrio del sistema.
Dichos parámetros característicos se establecen a partir de un postulado derivado del primer principio de la termodinámica, llamado a veces el principio de estado. Según éste, el estado de equilibrio de un sistema queda totalmente definido por medio de la energía interna del sistema, su volumen y su composición molar. Cualquier otro parámetro termodinámico, como podrían serlo la temperatura o la presión, se define como una función de dichos parámetros. Así, la entropía será también una función de dichos parámetros


El segundo principio de la termodinámica establece que dicha entropía sólo puede definirse para estados de equilibrio termodinámico, y que de entre todos los estados de equilibrio posibles –que vendrán definido por los parámetros característicos–, sólo se puede dar el que, de entre todos ellos, maximiza la entropía.

Esquema general de las máquinas térmicas

Las máquinas térmicas son aquellos dispositivos que se utilizan para transformar la energía (de un tipo a otro), y que en su funcionamiento producen un intercambio de calor.

bibliografia http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/maquinastermicas/aulamaquinastermicas.pdf

Máquinas térmicas y eficiencia de máquinas ideales y reales

La eficiencia en una maquina térmica es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado, la formulas es la siguiente: 

e = T / Q1 = (Q1-Q2)/Q1 = (T1-T2)/T1 donde: 

T = trabajo mecánico (cal, Joule) 

Q1 = calor suministrado (cal, Joule) 

Q2 = calor obtenido (cal, Joule) 

T1 = trabajo de entrada (cal, Joule) 

T2 = trabajo de salida (cal, Joule) 

e = eficiencia (%)

La eficiencia de una máquina térmica depende entre qué temperaturas trabaje... porque esto es fundamental

pero lo que importa es que esto junto con las características de fabricación de dicha máquina hace que se produzcan determinadas pérdidas de calor que producen una disminución de la eficiencia y por lo tanto la máquina no entrega el 100 % de su rendimiento como sería en un caso ideal, sino que tiene un rendimiento menor... 

Recuerda que una máquina térmica consiste en un instrumento que genera trabajo mecánico a partir de energía térmica, pero no toda la energía térmica la transforma en energía mecánica sino que parte de esta energía se disipa al medio ambiente o medio frío.... 

Ahora, profundizando un poco más, sabemos que ninguna máquina puede tener un rendimiento mayor al de la llamada máquina térmica de Carnot... que se determina en base a las temperaturas entre las cuales operaría dicha máquina, pero sería en condiciones también ideales... para la fabricación de la máquina.

Por supuesto, existen consideraciones de diseño que impiden que las máquinas reales

alcancen el rendimiento de la máquina de Carnot. Así, las indeseables pérdidas de energía, por

fricción, conducción, radiación, reducen drásticamente el rendimiento de las máquinas reales. Pero

estas pérdidas de rendimiento se pueden suprimir en parte mediante nuevos diseños, materiales más

avanzados o mejores lubricantes, haciendo que se acerque el rendimiento de la máquina real al de la

máquina de Carnot. Sin embargo, el máximo rendimiento que cualquier máquina funcionando entre

dos focos puede tener, siempre será el de la máquina de Carnot funcionando entre ambos focos.

Primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica, también conocida como ley de la conservación de

la energía enuncia que la energía es indestructible, siempre que desaparece una clase de

energía aparece otra (Julius von Mayer). Más específicamente, la primera ley de la

termodinámica establece que al variar la energía interna en un sistema cerrado, se

produce calor y un trabajo. “La energía no se pierde, sino que se transforma”.

La segunda ley de la termodinámica indica la dirección en que se llevan a cabo las

transformaciones energéticas. El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional,

desde los cuerpos de temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja. En esta

ley aparece el concepto de entropía, la cual se define como la magnitud física que mide

la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo.

Esta ley se expresa como:

 Eint = Q - W

Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuado por el sistema (W).

 

bibliografia: www2.ib.edu.ar/becaib//bib2007/Gobbi.pdf

Cambios de energía interna por calor y trabajo.

En termodinámica calor y trabajo se definen como energías en tránsito.

Se define el calor (Q) como la forma de energía que atraviesa las fronteras de un sistema debido a una diferencia de temperatura, por conducción o por radiación. En tanto que el trabajo (W) que un sistema intercambia con su medio ambiente está asociado siempre con la acción de fuerzas en movimiento. Puesto que es una energía en tránsito, un sistema nunca contendrá trabajo sino que será capaz de realizarlo o de recibirlo, en un intercambio de energía con los alrededores, que podrán ser otro sistema o su medio ambiente. El universo termodinámico es minúsculo y está constituido por el sistema y sus alrededores, con el cual el sistema puede intercambiar energía como calor o trabajo.

Otra forma de calentar o enfriar un cuerpo es por medio del trabajo mecánico, ejemplos de esto ocurren cuando nos frotamos las manos para calentarlas, cuando nos lanzamos por un tobogán largo, cuando se martilla un clavo, cuando se pule la superficie de un carro y un sin número de otras experiencias donde los cuerpos se calientan por el mero roce entre sus partes, pero en ninguno de esos casos, el calentamiento de los cuerpos ocurre por el contacto con una fuente a más alta temperatura. . El Trabajo mecánico se mide a través del producto de la componente de la fuerza que actúa en un cuerpo en la dirección del desplazamiento, multiplicada por el desplazamiento, es decir:

 

                              Trabajo = Fuerza D* Desplazamiento

 

Expansión o Dilatación térmica:

Cuando un cuerpo es calentado de cualquier forma ya sea mediante el trabajo o mediante el calor, se produce un incremento de la energía interna del cuerpo, que da lugar a que sus átomos o moléculas se alejen entre sí, produciendo una expansión del material en la mayoría de los casos y por consiguiente una disminución de su densidad, es decir una disminución de la masa del material por cada unidad de volumen ocupado

 

 

 

 

 

 

bibliografia

portales.educared.net/.../index.php?...Energía_interna

https://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r41966.DOC

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

Material: Sistema de calentamiento, placas de metal, parafina, matraz erlenmeyerm aserrín, lámpara, radiómetro.

Procedimiento:

-          Colocar  en la placa de metal una  muestra de para fina, colocar la placa de metal sobre la tela de alambre con asbesto y calentar lentamente medir el tiempo de cambio de estado de la parafina.

-         - colocar 100 ml de agua en el matraz erlenmeyer, adicionar una muestra de aserrín, colocar el matraz erlenmeyer sobre la malla de alambre y calentar tomar la temperatura cada minuto hasta evaporación(graficar tiempo-temperatura), observar lo que ocurre con el aserrín.

-         - colocar el radiómetro sobre la mesa y enfocar la luz de la lámpara a la parte oscura del radiómetro, medir el numero de vueltas por minuto.

Observaciones

Actividad	Observaciones
1	La parafina paso de estado solido a liquido al ser calentada sobre el metal
2	el aserrin subio a la superficie del agua ya que antes se encontraba en el fondo del matraz
3	Al enfocar la luz al radiometro este comenzo a girar

Recapitulacion

Realizamos un experimento en el cual vimos las aplicaciones de las formas de calor: conducción, convección y radiación. Me parecio interesante ya que jamas habia hecho algo asi antes.

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.