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Física térmica

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Física térmica

Todos estamos naturalmente familiarizados con el concepto de temperatura; pero, ¿cómo definimos realmente la temperatura de una sustancia utilizando la física? Describir la energía térmica interna de una sustancia mediante una temperatura resulta ser un aspecto fundamental de la física. La rama de la física que estudia los fenómenos relacionados con la temperatura es la física térmica.

¿Qué estudia la física térmica?

La física térmica es la rama de la física que incluye a la termodinámica, la mecánica estadística y la teoría cinética de los gases. A grandes rasgos, la física térmica se encarga de estudiar todo lo relacionado con el calor.

¿Qué es el calor? ¿De dónde viene? Para contestar estas preguntas, debemos empezar con otro concepto indispensable para esta rama de la ciencia: la temperatura.

Definición de temperatura

La temperatura es un concepto muy importante en la física, porque nos ayuda a entender y describir la energía física de diferentes sistemas.

La temperatura es una magnitud escalar física, proporcional a la energía cinética promedio de los átomos en un sistema. A mayor energía cinética, mayor temperatura, y al revés.

La unidad de medida en el SI para la temperatura es el Kelvin (\(\mathrm{K}\)). Cuando la temperatura de un sistema llega a su límite más bajo es decir, las moléculas del sistema dejan de moversese conoce como cero absoluto y corresponde a \(0\,\, \mathrm{K}\).

La energía térmica de una sustancia es la parte de la energía interna de un sistema, proporcional a la energía cinética (media) de las moléculas o átomos que la componen; esta provoca un incremento o una disminución de la temperatura del sistema. En un sistema con dos objetos, el objeto más caliente tiene mayor temperatura y mayor energía cinética media. La energía térmica fluye del objeto más caliente al más frío, hasta que ambos objetos alcanzan la misma temperatura.

Escalas de temperatura

Una vez definido lo que es la temperatura, necesitamos una forma de medirla. Para poder comparar las temperaturas de diferentes objetos, se necesita una escala.

Una escala de temperatura está definida por dos puntos fijos a temperaturas específicas, con un número de incrementos entre ellos.

Actualmente, hay tres escalas de temperatura principales que se utilizan en todo el mundo:

Celsius

  • Esta escala de temperatura, propuesta por el astrónomo sueco Anders Celsius en 1742, se utiliza en la mayor parte del mundo.
  • Los puntos fijos empleados por la escala Celsius son el punto de congelación (\( 0\, ^{\circ}C\) ) y el punto de ebullición del agua (\(100 \, ^{\circ}C\), a una presión atmosférica de \(1,01\cdot 10^5 \) Pa ), con \(100\) incrementos de \(1\, ^{\circ}C\) entre ellos.

Fahrenheit

  • La escala Fahrenheit, propuesta por el físico alemán Daniel Fahrenheit en el siglo XVIII, se emplea principalmente en Estados Unidos.
  • La escala también se basa en los puntos de congelación (\(32 \, ^{\circ}F\)) y ebullición (\(212 \,^{\circ}F\)) del agua, con incrementos de \(180\) entre ellos.

Kelvin (temperatura absoluta)

  • La escala de temperatura absoluta utiliza los puntos fijos del punto triple del agua (\(273,16 \, ^{\circ}K\)) y el cero absoluto (\(0\, ^{\circ}K\)). Estos puntos se seleccionaron porque no varían con la presión atmosférica, a diferencia de las escalas Celsius y Fahrenheit.
  • Al definir la escala Kelvin, se decidió que cada incremento fuera igual a \(1\,^{\circ}C\), para simplificar las comparaciones. Por eso, hay exactamente \(273,16\, ^{\circ}F\) entre los dos puntos fijos.
  • El kelvin es la unidad de temperatura del SI. Para convertir entre temperaturas en Celsius y kelvin, podemos utilizar la fórmula \(T(K)=T(C)+273,16\).
  • Las temperaturas en la escala kelvin son siempre positivas.

El punto triple del agua (u otras sustancias) es la temperatura y la presión a las que pueden coexistir las tres fases de la materia (sólido, líquido y gas). Las diferentes fases también existen en equilibrio térmico, sin que haya transferencias netas de energía térmica entre ellas. Para el agua pura, el punto triple es de \(0,01\, ^{\circ}C\) a \(611,2\, ^{\circ} Pa\).

Transferencia de calor

La física térmica también describe y estudia la propagación del calor. Existen tres mecanismos de transferencia de calor: la conducción, la convección y la radiación.

La conducción es la transferencia que ocurre por contacto directo entre las partículas de dos materiales. Las partículas se mueven del material con más temperatura al material con menos temperatura.

La convección es la propagación del calor producido por el movimiento molecular de un gas o un líquido.

La radiación se produce cuando no hay contacto directo entre los materiales, pero el calor se transmite a partir de las ondas electromagnéticas.

Propiedades de la Termodinámica

Energía interna

Todas las sustancias (sólidas, líquidas o gaseosas) tienen energía interna (\(U\)), que es la suma de las energías que tienen las partículas que las componen. Por ejemplo, la energía térmica, la energía química y la energía nuclear.

La energía interna \(U\) de un sistema es la suma de las energías cinética y potencial de las partículas.

  • La energía cinética de las partículas está asociada a su velocidad
  • La energía potencial interna se debe a las fuerzas intermoleculares.

La variación de la energía interna se puede expresar matemáticamente con la siguiente ecuación: \[\Delta U =Q +W \]

Donde,

  • \(U \) es la energía interna
  • \(Q\) es el calor absorbido por el sistema
  • \(W\) es el trabajo recibido.

Debido a que la variación de la energía interna solo depende de los estados inicial y final, podemos considerarla como una función de estado.

Calor latente

La contribución de la energía potencial interna a la energía interna total crea una propiedad conocida como calor latente específico de una sustancia.

El calor latente específico \(L\) se define como la energía necesaria para cambiar la fase de una sustancia por unidad de masa a una temperatura constante: \[ L= \dfrac{E}{M} \]

Donde, \(E \)es la energía necesaria para el cambio de fase, mientras que \(M \) es la masa de la sustancia.

Calor específico

Diferentes sustancias requieren diferentes cantidades de transferencia de energía térmica para cambiar su temperatura en la misma cantidad. Esto lo podemos indicar con el calor específico.

El calor específico o capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que nos indica la cantidad de calor que hay que transferirle a esta con tal de que aumente su temperatura en una unidad.

El agua es un ejemplo de sustancia con una alta capacidad calorífica específica (piensa en el tiempo que se tarda en hervir el agua para una taza de té). Esto se debe a que el hervidor debe transferir una gran cantidad de energía al agua para elevar su temperatura a \(100 ^{\circ}C\).

Un ejemplo de capacidad calorífica específica baja es el hierro y, por tanto, la mayoría de los aceros (piensa en lo rápido que se calienta una cuchara de acero en la taza de té que acabas de preparar).

La capacidad calorífica específica de una sustancia se calcula como

\[ \text{cambio en la energía} = \text{masa}\cdot \text{capacidad calorífica específica}\cdot \text{cambio en la temperatura}\]

\[Q = mc \Delta \theta \]

Donde,

  • \(Q\) es la energía ganada o perdida en forma de calor
  • \(m\) es la masa de la sustancia
  • \(c\) es la capacidad calorífica específica, que se da en unidades de \(J⋅kg^{\text{-}1}\)K\(^{\text{-}1} \).
  • (\Delta \theta\) es el cambio en la energía calorífica.

¿Cuánta energía se necesita para hervir agua para una taza de té? Utilizando una tetera de \(2000\, W\), ¿cuánto tiempo tardaría en hervir?

Cantidad de agua: \(0,25 \,kg\)

Temperatura inicial: \(21^{\circ}C\)

Capacidad calorífica específica del agua: \(4200 \, J \cdot kg^{-1} K^{-1}\).

Suponiendo que estamos preparando el té a una altitud cercana al nivel del mar, nuestra temperatura de ebullición objetivo es de \(100\, ^{\circ}C\). Por tanto, el cambio de temperatura necesario es de \(79\, ^{\circ}C\).

Para determinar el cambio de energía, ahora multiplicamos: \[ Q = 0.25 \cdot 79 \cdot 4200=82\,950 \,J\]

La potencia de un aparato en vatios nos indica cuántos julios de energía por segundo utiliza. Si consideramos que el hervidor tiene un rendimiento del \(100 \% \), podemos dividir para encontrar el tiempo que ha tardado en hervir:

\[ t= \frac{82\,950}{2000}=41,48 \, s\]

Ahora que ya sabemos qué es la temperatura y el calor, podemos estudiar cómo se transfiere la energía térmica (calor) entre los objetos de un sistema. Este campo de la física se conoce como termodinámica, y se ocupa de las relaciones entre el calor, el trabajo, la temperatura y la energía en los sistemas.

Las leyes de la termodinámica

La ley cero de la termodinámica

Aunque la ley cero de la termodinámica fue solo la cuarta ley que se propuso, se consideró tan fundamental para la física térmica que ahora es la primera.

La ley cero afirma que:

Si dos objetos A y C están independientemente en equilibrio térmico con un tercer objeto B, entonces A y C también están en equilibrio entre sí. Esto también demuestra que los tres objetos tienen la misma temperatura.

Cuando hablamos de equilibrio térmico nos referimos a que, estando ambos objetos en contacto, no hay una transferencia de calor de un sistema al otro. Este equilibrio se puede producir instantáneamente o puede tardar un tiempo, dependiendo de la temperatura de los objetos y de sus propiedades.

Esta ley (aparentemente obvia) define la temperatura como una propiedad que describe la dirección de cualquier transferencia de energía térmica entre objetos.

La ley cero es importante porque muestra que la transferencia de energía térmica está controlada por las temperaturas físicas y no por la energía térmica (cinética) total de un objeto.

Ya hemos visto la ley número cero de la termodinámica, que proporciona la base para la definición de la temperatura. Veamos ahora las demás leyes de la termodinámica.

La primera ley de la termodinámica

En la primera ley de la termodinámica se utiliza \( Q \) para representar el cambio de energía térmica. Como hemos indicado anteriormente:

Un cambio en la energía interna (\( \Delta U\)) de un sistema se compone de la energía térmica añadida al sistema (\(Q\)) más cualquier ganancia o pérdida neta de energía a través del trabajo realizado en o por el sistema (\( W\)).

\[ \Delta U = Q-W\]

Esto demuestra que la energía no se puede crear ni destruir, que es precisamente lo que establece la ley de la conservación de la energía.

La segunda ley de la termodinámica

La segunda ley introduce la propiedad de la entropía, representada por \( S \).

La entropía es una magnitud física asociada con el grado de desorden y aleatoriedad de un sistema térmico.

Cuando se permite que dos sistemas previamente aislados interactúen, acabarán alcanzando un estado de equilibrio térmico. La entropía total (\(S\)) del sistema combinado será mayor que la suma de los dos sistemas aislados.

Una unidad de calor transferido (\( \delta Q \)) es un producto de la temperatura de los sistemas (\(T\) ) y el cambio en la entropía total (\(\partial S\)).

\[ \delta Q = T \cdot \partial S\]

La tercera ley de la termodinámica

La tercera ley establece que, a medida que la temperatura de un sistema se aproxima al cero absoluto y se elimina toda la energía térmica, el sistema alcanza un estado básico constante. El valor de la entropía, en este punto, se conoce como entropía residual del sistema. Si el sistema solo tiene un microestado posible en el cero absoluto, entonces la entropía residual también será cero.

El valor constante de la entropía residual de un sistema en el cero absoluto aumenta con el número de microestados posibles del sistema: \[ S - k_B \cdot \ln (\Omega)\]

Aquí:

  • \(S\) es la entropía residual del sistema
  • \(k_B\) es la constante de Boltzmann
  • \( \Omega \) es el número de microestados.

Un cristal puro es un ejemplo de material que tendría una entropía residual nula, ya que solo hay una estructura cristalina válida (microestado) que sus átomos pueden adoptar.

Gases ideales

Podemos describir propiedades macroscópicas como la masa, la temperatura o la presión de los gases con relativa facilidad. Sin embargo, para entender bien cómo se comportan los gases, también necesitamos saber qué ocurre a nivel microscópico. El número de átomos (o moléculas) que hay en un volumen de gas se describe mediante una unidad llamada mol, que es la unidad del SI para la cantidad de sustancia que indica el número de átomos o moléculas que hay en una muestra de una sustancia determinada.

Un mol de una sustancia es una cantidad que contiene tantas entidades elementales (átomos o moléculas) como átomos hay en \(0,012 \,kg\) de carbono-12.

Ese número de entidades es \(6,02\times 10^{23}\), también conocido como la constante de Avogadro \(N_A\).La constante de Avogadro puede utilizarse para calcular el número de átomos \(N\) en \(n\) moles de una sustancia: \[ N = n\cdot N_A\]

El modelo de gases ideales es una muy buena aproximación al comportamiento de los gases reales. Comprender este modelo nos permite encontrar las propiedades termodinámicas de un gas. Para entender este modelo debemos repasar la definición de gas ideal.

Un gas ideal es una sustancia teórica cuyas moléculas ocupan un espacio despreciable y no se ven afectadas por las interacciones de las fuerzas electrostáticas. Estas propiedades hacen que obedezca exactamente las leyes de los gases ideales.

Para poder usar el modelo del gas ideal, tenemos que asumir los siguiente:

  • No hay fuerzas intermoleculares; es decir, fuerzas que actúan entre las moléculas/partículas que forman el sistema.
  • Hay colisiones entre las partículas, pero su duración es pequeña con respecto al tiempo entre colisiones.
  • Las colisiones entre las partículas son elásticas, lo que significa que no hay pérdida de energía.
  • El movimiento de las partículas es aleatorio y está sujeto a las leyes de Newton.
  • Las partículas no tienen volumen: son puntuales (infinitesimales).

Estos supuestos se traducen en consecuencias diferentes a nivel macroscópico:

  • Es conveniente considerar los promedios para definir las cantidades macroscópicas, porque el movimiento es aleatorio.
  • La aplicación de las leyes de Newton permite estudiar las transferencias de momento entre partículas y entre estas y su frontera.
  • La elasticidad de las colisiones implica que la energía cinética se conserva (tercera ley de Newton). En el caso de los gases ideales, es igual a la energía total, porque no hay energía potencial (no hay fuerzas intermoleculares).

Ley de los gases ideales

La ley de los gases ideales es una ecuación que describe la relación entre las tres principales magnitudes macroscópicas: presión, temperatura y volumen.

También, incluye el contenido de partículas del sistema en estudio mediante el uso del número de moles, o \(n\).

\[P\cdot V = n\cdot R \cdot T\]

Donde:

  • \(P\) es la presión del gas en Pascals (\(\mathrm{Pa}\))
  • \(V\) es el volumen en metros cúbicos (\(\mathrm{m^3}\))
  • \(T\) es la temperatura en kelvin (\(\mathrm{K}\))
  • \(R\) es la constante de los gases ideales (con un valor aproximado de \(8,31 \, \, \mathrm{J} / \mathrm{mol}\cdot\mathrm{K}\) ).

Esta ecuación se puede derivar para \(n\) moles de partículas que se comportan de acuerdo con las características enumeradas anteriormente, y realizando un análisis estadístico para extraer las cantidades termodinámicas. A partir de esta ecuación, y dejando fijo el contenido de partículas y una de las magnitudes termodinámicas, se puede llegar a las tres leyes de los gases ideales:

  • La ley de Boyle (la temperatura es fija).
  • Ley de Charles (la presión es fija).
  • Ley de Gay-Lusaac (el volumen es fijo).

Física térmica - Puntos clave

  • La ley cero de la termodinámica establece que si dos objetos A y C están independientemente en equilibrio térmico con un tercer objeto B, entonces A y C también están en equilibrio entre sí.
  • La primera ley dice que un cambio en la energía interna (\( \Delta U\)) de un sistema se compone de la energía térmica añadida al sistema (\(Q\)) más cualquier ganancia o pérdida neta de energía, a través del trabajo realizado en o por el sistema (\( W\)).
  • La segunda ley anuncia que cuando se permite que dos sistemas previamente aislados interactúen, acabarán alcanzando un estado de equilibrio térmico. La entropía total (\(S\)) del sistema combinado será mayor que la suma de los dos sistemas aislados.
  • La tercera ley establece que, a medida que la temperatura de un sistema se aproxima al cero absoluto y se elimina toda la energía térmica, el sistema alcanza un estado básico constante.
  • Las escalas de temperatura están definidas por dos puntos fijos a temperaturas específicas, con un número de incrementos entre ellos. La escala de temperatura absoluta utiliza unidades de kelvin (\(^{\circ}K\)), que son iguales a Celsius (\(^{\circ}C\)) con \(0^{\circ}K\) en el cero absoluto (\(-273,16\,^{\circ}C\)).
  • La energía interna de una sustancia está compuesta por la energía cinética molecular y la energía potencial electrostática. Durante los cambios de fase, la temperatura y la energía cinética molecular permanecen constantes, mientras que el potencial electrostático aumenta. Al aumentar la temperatura de cada fase, el potencial electrostático permanece constante, mientras que la energía cinética molecular aumenta.
  • Los moles son la unidad del SI para la cantidad de sustancia que indica el número de átomos o moléculas en una muestra de una sustancia determinada.
  • Un gas ideal es una aproximación de un gas real con ciertas suposiciones, que permiten modelar su comportamiento mediante la ecuación de los gases ideales.

Preguntas frecuentes sobre Física térmica

La física térmica es la rama de la física que incluye la termodinámica, la mecánica estadística y la teoría cinética de los gases.

La energía térmica de una sustancia es la parte de la energía interna de un sistema proporcional a la energía cinética (media) de las moléculas o átomos que la componen; la cual provoca un incremento o una disminución de la temperatura del sistema.  

Convección, conducción y radiación.

Hay tres leyes de la termodinámica más una ley cero. Por tanto, hay cuatro en total.

Es la suma de la energía cinética y la energía potencial de las moléculas que las componen. Los gases son un buen ejemplo para entender como funciona la energía interna. 

Por ejemplo: Al comprimir un gas, el movimiento de las partículas aumenta y comienzan a interactuar más entre ellas. Esto tiene como consecuencia un aumento en la energía interna del gas.

Cuestionario final de Física térmica

Pregunta

¿Qué variables cambian en un proceso termodinámico?

Mostrar respuesta

Answer

La masa, el volumen, la presión, la carga eléctrica, la masa atómica y la conductividad.

Show question

Pregunta

¿Hay alguna forma de visualizar los cambios en las variables termodinámicas? 

Mostrar respuesta

Answer

Sí, se pueden visualizar los cambios en las variables termodinámicas con los diagramas p-v.

Show question

Pregunta

¿Qué representa el área bajo la curva en un diagrama pv?

Mostrar respuesta

Answer

La energía calórica.

Show question

Pregunta

¿Qué representa los ejes en un diagrama pv?


Mostrar respuesta

Answer

La presión y el volumen.

Show question

Pregunta

En los diagramas pv, ¿cómo se sabe en qué dirección va un proceso?


Mostrar respuesta

Answer

Se sabe la dirección en la que va un proceso según la flecha. 

Show question

Pregunta

¿Cuál es la diferencia entre una línea isotérmica y una línea adiabática?


Mostrar respuesta

Answer

Ambas son iguales.

Show question

Pregunta

¿Es cierto que para temperaturas mayores, las líneas isotérmicas están más cerca del origen?

Mostrar respuesta

Answer

Es cierto que las isotermas de mayor temperatura están más cerca del origen.

Show question

Pregunta

Si la presión permanece igual en un proceso desde el estado 1 hasta el estado 2, entonces la línea que lo representa en un diagrama pv es _____?

Mostrar respuesta

Answer

Una línea vertical.

Show question

Pregunta

¿Qué se representa en el eje y en un diagrama pv?

Mostrar respuesta

Answer

La presión

Show question

Pregunta

Is it sunny?

Mostrar respuesta

Answer

Yes

Show question

Pregunta

Hace sol?

Mostrar respuesta

Answer

Show question

Pregunta

¿Cuál de las siguientes son consideraciones para utilizar el modelo de gas ideal? 

Mostrar respuesta

Answer

No hay fuerzas intermoleculares, es decir, fuerzas que actúan entre las moléculas/partículas que forman el sistema.

Show question

Pregunta

¿Cómo se llama la ecuación de los gases que recoge el comportamiento de los gases reales?

Mostrar respuesta

Answer

Ecuación de Van der Waals.

Show question

Pregunta

Elige la afirmación correcta:

Mostrar respuesta

Answer

La teoría molecular cinética pretende extraer las propiedades macroscópicas del estudio estadístico de las propiedades microscópicas.

Show question

Pregunta

Elige la afirmación correcta:

Mostrar respuesta

Answer

La teoría cinética molecular incluye las velocidades, la temperatura y el volumen.

Show question

Pregunta

Elige la afirmación correcta:

Mostrar respuesta

Answer

La presión mide el espacio promedio ocupado por las partículas.

Show question

Pregunta

¿Qué supone el modelo de gas ideal?

Mostrar respuesta

Answer

El modelo de gas ideal supone que las partículas tienen un volumen infinitesimal.

Show question

Pregunta

Cuando el volumen molar es grande, los gases se pueden describir como ______.

Mostrar respuesta

Answer

un gas ideal.

Show question

Pregunta

¿Cuáles son las leyes experimentales que describen los procesos de los gases ideales?

Mostrar respuesta

Answer

Ley de Boyle, ley de Charles y ley de Gay-Lusaac.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la descripción usual de la presión?

Mostrar respuesta

Answer

La fuerza media por unidad de superficie ejercida sobre los límites del volumen ocupado.

Show question

Pregunta

Verdadero o falso: ¿Se pueden aplicar las leyes de Newton a los gases ideales? 

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Cuál es el valor de la constante de los gases ideales?

Mostrar respuesta

Answer

8.31  \(J/K\cdot mol \).

Show question

Pregunta

¿Cuáles son las dos razones principales por las que los gases reales se desvían de los gases ideales?

Mostrar respuesta

Answer

1. Existen fuerzas intermoleculares entre las partículas.

2. Las partículas ocupan un volumen no despreciable.

Show question

Pregunta

¿Por qué es conveniente utilizar cantidades estadísticas en el análisis de los gases?

Mostrar respuesta

Answer

Por el movimiento aleatorio de las partículas.

Show question

Pregunta

Nombra la energía que poseen las partículas, debido a su movimiento.

Mostrar respuesta

Answer

Energía cinética.

Show question

Pregunta

¿Cómo se llama la energía que capta las interacciones entre partículas?

Mostrar respuesta

Answer

Energía potencial.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la energía potencial de los gases ideales?

Mostrar respuesta

Answer

Cero, porque no hay fuerzas intermoleculares.

Show question

Pregunta

¿Qué es la transferencia de energía térmica?

Mostrar respuesta

Answer

Es la energía que se transfiere en forma de calor entre los cuerpos.

Show question

Pregunta

¿Cuál de los siguientes no es un método de transferencia de energía térmica?

Mostrar respuesta

Answer

Convección.

Show question

Pregunta

¿Qué es la transferencia de calor por convección?

Mostrar respuesta

Answer

Es la transferencia de energía térmica, a través de un fluido, debido al movimiento de las partículas.

Show question

Pregunta

¿Qué es la transferencia de calor por radiación?

Mostrar respuesta

Answer

Es la energía térmica que emiten los cuerpos calentados en forma de radiación electromagnética.

Show question

Pregunta

¿Qué es la transferencia de calor por conducción?

Mostrar respuesta

Answer

Se trata de un método de transferencia de calor que se produce debido a las colisiones entre partículas dentro de un cuerpo.

Show question

Pregunta

¿Qué es el coeficiente de transferencia de calor?

Mostrar respuesta

Answer

Se trata de una propiedad física de un objeto, que sirve para expresar el grado de transferencia de calor.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la fórmula de la transferencia de calor?

Mostrar respuesta

Answer

Está definido como \( Q=hA (T_2-T_1)\).

Show question

Pregunta

¿Cómo encontramos el coeficiente de transferencia de calor?

Mostrar respuesta

Answer

\[ h=\dfrac{Q}{A(T_2-T_1)}.\].

Show question

Pregunta

¿Cuál de los siguientes parámetros no afecta al coeficiente de transferencia de calor?

Mostrar respuesta

Answer

Conductividad térmica.

Show question

Pregunta

¿Cuál de los siguientes parámetros no afecta al flujo de calor?

Mostrar respuesta

Answer

Volumen.

Show question

Pregunta

Se puede crear energía térmica a partir de la nada: ¿verdadero o falso?

Mostrar respuesta

Answer

Falso.

Show question

Pregunta

Enuncia la teoría de la conservación de la energía.

Mostrar respuesta

Answer

La energía no se crea, ni se destruye; solo se transforma.

Show question

Pregunta

¿Es la conductividad térmica lo mismo que el coeficiente de transferencia de calor?

Mostrar respuesta

Answer

No, el coeficiente de transferencia de calor depende de la conductividad térmica.

Show question

Pregunta

¿Puede describirse el siguiente ejemplo como transferencia de calor por convección?:

"Se coloca un trozo de hielo sólido en la mano. Al cabo de un rato, el hielo se funde y se convierte en líquido".

Mostrar respuesta

Answer

No, sería un ejemplo de transferencia por conducción.

Show question

Pregunta

Es posible tener una transferencia de calor convectiva, conductiva y radiativa simultáneamente: ¿verdadero o falso?

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Cómo se llama la distribución que mejor describe los valores de la velocidad en un gas?

Mostrar respuesta

Answer

Distribución de Maxwell-Boltzmann.

Show question

Pregunta

¿Qué ocurre con la fuerza de Coulomb si la distancia aumenta? 

Mostrar respuesta

Answer

La fuerza tiene que disminuir. 

Show question

Pregunta

¿Qué dos cantidades no se conservarían si las colisiones no fueran elásticas?

Mostrar respuesta

Answer

El momento y la energía cinética no se conservarían. 

Show question

Pregunta

La energía cinética siempre se conserva. ¿Verdadero o falso?

Mostrar respuesta

Answer

Falso.

Show question

Pregunta

En la Teoría cinética molecular las colisiones son inelásticas. ¿Verdadero o falso? 

Mostrar respuesta

Answer

Falso.

Show question

Pregunta

Pon un ejemplo de fuerza intermolecular.

Mostrar respuesta

Answer

Fuerza de Coulomb.

Show question

Pregunta

¿Depende la energía cinética media del volumen? 

Mostrar respuesta

Answer

No, solo depende de la temperatura.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la fórmula de la energía cinética media? 

Mostrar respuesta

Answer

\(E_{cm}=\dfrac{3kT}{2}\).

Show question

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