Download Fisica_II_-_banco_de_preguntas_

BANCO DE PREGUNTAS / FÍSICA II / BLOQUE II
BANCO DE PREGUNTAS DE LA MATERIA DE FISICA II, CORRESPONDIENTE AL BLOQUE II / CALOR Y
TEMPERATURA.
1.- ¿Que es calor?
El calor es el proceso de transferencia de energía térmica entre cuerpos o diferentes zonas de un
mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo de energía siempre ocurre
desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura. (Ejemplo una
bebida fría dejada en una habitación se entibiará)
El calor no se puede ver ni pesar, pero si sentir, y puede determinarse la cantidad de calor que
gana o pierde un cuerpo por medio de su temperatura ya que, cuando un cuerpo absorbe calor, su
temperatura aumenta; y por el contrario, cuando un cuerpo cede calor, su temperatura baja; esta
relación de calor temperatura se da mientras no haya un cambio de estado, debido a que en este
momento la temperatura permanece constante.
2.- ¿Que es temperatura?
En física se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema
termodinámico. O bien dicho de otra forma la temperatura es una magnitud referida a las
nociones comunes de caliente, tibio o frio que puede ser medida con un termómetro.
3.-¿Cómo puede ser transferida la energía (calor), menciónelos?
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son Radiación,
conducción y la convección.
4.- ¿En qué consiste la transferencia de calor por conducción?
La transferencia de calor entre dos cuerpos se basa en el contacto directo de sus partículas.
(Ejemplo una “plancha calienta le pasa el calor a la ropa que plancha, debido a que están en
contacto”)
5.- ¿En qué consiste la transferencia de calor por convección?
La transferencia de calor se da por intermedio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor
entre zonas con diferentes temperaturas. (Ejemplo, una papa en agua en una olla en la estufa. La
lumbre calienta la olla, la olla calienta el agua y el agua calienta la papa.)
6.- ¿En qué consiste la transferencia de calor por radiación?
Consiste en la propagación dela energía (calor) en forma de ondas electromagnéticas o partículas
subatómicas a través del vacio o de un medio material. (Por ejemplo cuando vas a la playa te
“quemas” con el sol porque el calor de este te llega a ti por radiación”)
7.- ¿Qué se entiende por dilatación térmica?
Se entiende al aumento de longitud, área y volumen que sufre un cuerpo físico debido al aumento
de temperatura que se provoca por cualquier medio. (Calor del sol, lumbre, radiación, etc.)
8.- ¿Qué se entiende por coeficiente de dilatación lineal?
Es un cociente que mide el cambio relativo de longitud, área o volumen que se produce cuando un
cuerpo solido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura y
ocasiona una dilatación térmica (una expansión).
9.- Detalle la fórmula para calcular la dilatación lineal térmica.
10.- De la fórmula para calcular la dilatación lineal térmica, ¿en qué unidades deben de estar
cada una de sus variables y explique el significado década una de ellas?
Lf= Longitud final y debe expresarse en metros.
Li= Longitud Inicial y debe expresarse en metros.
Tf= Temperatura Final y debe expresarse en ° centígrados.
Ti= Temperatura inicial y debe expresarse en ° centígrados.
El coeficiente de dilatación lineal (obtenidos de las tablas), debe expresarse en ° centígrados.
11.- ¿Cómo se calcula el coeficiente de dilatación térmica para obtener el área de un objeto?
Se multiplica por 2 el coeficiente de dilatación lineal.
12.- ¿Cómo se obtiene el coeficiente de dilatación lineal térmica de los materiales?
Se obtiene de tablas ya establecidas, las cuales contienen coeficientes de dilatación lineal para
distintos materiales.
13.- ¿Cómo se calcula el coeficiente de dilatación térmica para obtener el volumen de un objeto?
Se multiplica por 3 el coeficiente de dilatación lineal.
14.- Mencione alguna aplicación en la industria que ha tenido la dilatación lineal.
El saber que existe dilatación lineal en los materiales, se ha aprovechado en la construcción de
termostatos, termómetros metálicos y muchos más que utilizan como principio la barra
compuesta.
15.- Mencione las leyes de la termodinámica.
Principio cero de la termodinámica.
Primera Ley.
Segunda Ley.
Tercera Ley.
16.- Describa brevemente en que consiste el principio cero de la termodinámica.
“Las energías (calor) de dos objetos o mas tienden a igualarse cuando están en contacto”
17.- Describa brevemente en que consiste la primera ley de la termodinámica.
“Toda energía Mecánica se convierte en energía térmica”
18.- Describa brevemente en que consiste la segunda ley de la termodinámica.
“El calor fluye en una sola dirección, de lo más caliente a lo mas frio”
19.- Describa brevemente en que consiste la tercera ley de la termodinámica.
“No se puede alcanzar el cero absoluto (-273.15 °C)”
20.- ¿Qué descubrió Joule?
Demostró que la energía mecánica se convierte en energía térmica ( 1°ley de la termodinámica)
21.- ¿Qué es Termodinámica?
Termo= Temperatura, calor
Dinámica= movimiento
“Movimiento del calor”
O bien; Es el estudio del comportamiento de la energía calorífica y las formas en que la energía se
transforma en calor. Nos ayuda a comprender porque los motores no pueden ser nunca
totalmente eficientes y por que es imposible enfriar nada mas haya del cero absoluto (-273.15 °C).
Los principios de la termodinámica se pueden aplicar al diseño de motores, al cálculo de la energía
liberada en reacciones, o a estimar la edad del universo.
22.- ¿Qué es un sistema termodinámico?
Es un conjunto de materia que está limitado por una superficie que le pone el observador, real o
imaginaria. Si en el sistema no entra ni sale nada, se dice que es un sistema cerrado o sistema
aislado si no hay intercambio de materia y energía (esto es prácticamente imposible, pero
podemos hacer aproximaciones), dependiendo del caso. Un sistema del que sale y/o entra
materia, recibe el nombre de sistema abierto.
23.- Cite un ejemplo del sistema abierto.
Existe un intercambio de masa y de energía con los alrededores; es por ejemplo un coche. Le
echamos combustible y el desprende diferentes gases y calor.
24.- Cite un ejemplo de sistema cerrado.
Se da cuando no existe un intercambio de masa con el medio circundante, solo se puede dar un
intercambio de energía; un reloj de cuerda, no introducimos ni sacamos nada de el. Solo precisa
un aporte de energía para medir el tiempo.
25.- Cite un ejemplo de sistema aislado.
Se da cuando no existe intercambio ni de masa ni de energía con los alrededores ¿Cómo
encontrarlo sino podemos interactuar con el? Sin embargo un termo de café caliente es una
aproximación, ya que el envase no permite el intercambio de materia e intenta impedir que la
energía (calor) salga de el.
El universo es un sistema aislado, ya que la variación de energía es cero.
26.- ¿Qué es entropía?
En termodinámica la entropía es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la
parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.
27.- Escriba la formula para obtener el calor que absorbe o cede un cuerpo:
28.- De la formula para obtener el calor absorbido o cedido por un cuerpo, detalle el significado
de cada una de sus variable y detalle las unidades en que deben de estar estas.
Q = calor ganado o cedido (calorías)
m = masa del cuerpo (gramos)
Ce = calor específico (cal/g °C)
= temperatura final (°C)
= temperatura inicial (°C)
29.- ¿Qué es el calor específico de los materiales?
El calor especifico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que
suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su
temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius).
30- Si buscamos la tabla de calores específicos de los materiales, podemos encontrar los
coeficientes expresados en unidades de Ca l / g °C (Calorías, Gramos, ° Centígrados) o bien en J
/ Kg °K (joules, Kilos, °Kelvin)
¿Cuáles son las equivalencias que debemos saber para convertir coeficientes de calores
específicos?
1 Caloría = 4.184 Joules
1 Joule = 0.239 Calorías
1 Kg = 1000 Gramos.
31.- Si tenemos una barra de hierro (Calor especifico = 452 J / Kg °K) y una barra del mismo
tamaño pero de plata (Calor especifico = 236 J / Kg °K), y a ambas le transferimos por un
pequeño lapso de tiempo cierta cantidad de calor (con un mechero). ¿Cuál de las barras se
sentirá más caliente si la tocamos y por que?
La barra de plata, debido a que para elevar su temperatura 1 grado Kelvin debemos de suministrar
solamente 236 Joules de calor, sin embargo a la barra de hierro si suministráramos 236 Joules de
calor no lograríamos elevar su temperatura 1 grado Kelvin; es decir se sentiría menos caliente al
tacto que la barra de plata.
Conclusión: los materiales que tienen coeficientes de calor especifico mas bajos, resulta mas fácil
elevar su temperatura en ellos al suministrarles una fuente de calor.
32.- En los gases, un proceso isotérmico, ¿a qué se refiere?
La temperatura permanece constante en un proceso (por lo tanto su Volumen y presión
cambiarán)
33.- En los gases, un proceso Isobárico, ¿a qué se refiere?
La presión permanece constante en un proceso (por lo tanto su temperatura y volumen
cambiaran)
34.- En los gases, un proceso isocórico, ¿a qué se refiere?
El volumen permanece constante en un proceso (por lo tanto su presión y temperatura
cambiaran) (por ejemplo una olla exprés puesta en la lumbre; con el paso de los minutos su
temperatura se ira incrementando y la presión dentro de la olla también; sin embargo su volumen
no cambiará /// “la olla no se hará mas grande///”
35.- ¿Qué relaciones se observan en los gases?
Temperatura, Presión y volumen.
Proceso Isotérmico --- -- P1 V1 = P2 V2
Proceso Isobárico ------- V1 / T1 = V2 / T2
Proceso Isocórico-------- P1 / T1 = P2 / T2
36.- ¿Cómo se puede transformar un gas en líquido?
Sometiéndolo a temperaturas muy bajas.
37.- ¿Cuál es la ecuación de los gases ideales?
PV= nRT
38.- ¿Qué entendemos por un gas ideal?
Un gas hipotético formado por partículas sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son
perfectamente elásticos (conservación de su momento y energía cinética)