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Nombre: Francisco José Torres Guevara
Número de lista: 33
Unidad: Termodinámica
Tema: La dilatación o expansión térmica de los cuerpos
Fecha: 17/05/23
Nombre del docente: Juan Correa

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En esta guía miraremos el tema de la dilatación o expansión térmica de los cuerpos, mostraremos información de los conceptos básicos que se tienen que conocer acerca de este tema, ejercicios y sus resoluciones y por último una conclusión y utilidad de este tema en nuestra vida, espero que esta guía les sea de ayuda y puedan entenderla de una manera clara, muchas gracias.

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La dilatación térmica es un fenómeno que ocurre cuando un objeto experimenta cambios en su tamaño, volumen o forma debido a cambios en la temperatura. La mayoría de los materiales se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían, lo que se conoce como dilatación térmica.

La dilatación térmica se produce porque, al aumentar la temperatura, las partículas que componen la sustancia se agitan más rápidamente y ocupan más espacio. Esto hace que el objeto se expanda en todas las direcciones. Por el contrario, cuando se enfría, las partículas se mueven más lentamente y el objeto se contrae.

https://www.google.com/amp/s/www.fisicalab.com/amp/apartado/dilatacion-termica

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Existen tres tipos de dilatación térmica y estas son las siguientes:

1. Dilatación lineal: Se produce cuando un objeto se expande o contrae solo en una dimensión, generalmente en la dirección de la longitud. Esto se aplica a objetos alargados, como barras metálicas o rieles de tren.

2. Dilatación superficial: Ocurre cuando un objeto experimenta cambios en su área superficial debido a cambios en la temperatura. Se aplica a objetos planos o bidimensionales, como placas metálicas o vidrio.

3. Dilatación volumétrica: Se refiere a la expansión o contracción de un objeto en todas las direcciones, es decir, en tres dimensiones. Este tipo de dilatación se aplica a objetos sólidos tridimensionales, como bloques de metal o recipientes.

En resumen, la dilatación lineal afecta solo a una dimensión (longitud), la dilatación superficial afecta a dos dimensiones (largo y ancho), y la dilatación volumétrica afecta a las tres dimensiones (largo, ancho y alto). Además, cada tipo de dilatación tiene su propio coeficiente de dilatación y fórmula de cálculo específicos.

https://www.fisicalab.com/amp/apartado/dilatacion-termica

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El equilibrio térmico es un estado en el cual dos o más objetos o sistemas que están en contacto térmico alcanzan la misma temperatura y no hay flujo neto de calor entre ellos. En otras palabras, el equilibrio térmico se alcanza cuando no hay un gradiente de temperatura entre dos objetos y la transferencia de calor entre ellos se detiene.

Cuando dos objetos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, la energía térmica fluye desde el objeto más caliente al objeto más frío hasta que ambos objetos alcanzan la misma temperatura. En el equilibrio térmico, la transferencia de calor se detiene y los objetos no ganan ni pierden energía térmica.

https://descargas.intef.es/cedec/proyectoedia/fisica_quimica/contenidos/investigando_calor/equilibrio_trmico.html#:~:text=Al%20poner%20en%20contacto%20dos,se%20conoce%20como%20equilibrio%20t%C3%A9rmico.

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El calor específico es una propiedad física de las sustancias que indica la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de una determinada masa de la sustancia en una cantidad específica. En otras palabras, el calor específico es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en una unidad de temperatura.

El calor ganado y cedido se refiere a la transferencia de calor entre dos cuerpos o sistemas. Cuando un cuerpo gana calor, significa que está recibiendo energía térmica de otro cuerpo o sistema, lo que provoca un aumento en su temperatura. Por otro lado, cuando un cuerpo cede calor, está transfiriendo energía térmica a otro cuerpo o sistema, lo que provoca una disminución en su temperatura.

Es importante destacar que la cantidad de calor ganado o cedido por un cuerpo está relacionada con su capacidad calorífica, que es la cantidad de calor que puede almacenar un cuerpo por unidad de temperatura. La capacidad calorífica está directamente relacionada con el calor específico, ya que es el producto de este último por la masa del cuerpo.

https://haverland.com/2019/11/29/que-es-calor-especifico-concepto-formulas-y-ejemplos/

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El calor latente se refiere a la cantidad de calor que se necesita agregar o quitar a una sustancia para cambiar su estado de agregación sin que cambie su temperatura. Esto significa que durante el cambio de fase de una sustancia, como la fusión (de sólido a líquido) o la vaporización (de líquido a gas), se absorbe o libera una cierta cantidad de calor sin que la temperatura de la sustancia cambie.

El calor latente es una propiedad característica de cada sustancia y depende del tipo de sustancia y de las condiciones de presión y temperatura. Es importante tener en cuenta el calor latente en muchos procesos industriales y en la comprensión de fenómenos naturales, como la formación de nubes, la evaporación del agua y el derretimiento del hielo.

https://www.solerpalau.com/es-es/blog/calor-latente/#:~:text=Pues%20bien%2C%20el%20calor%20latente,hablamos%20de%20calor%20de%20vaporizaci%C3%B3n.

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Existen una gran cantidad de tipos de calor latentes, pero los principales son los siguientes:

1. Calor latente de fusión: Es la energía térmica necesaria para convertir una sustancia de estado sólido a líquido, manteniendo la temperatura constante. Por ejemplo, el calor latente de fusión del agua es de aproximadamente 334 J/g, lo que significa que se requieren 334 julios de energía para fundir un gramo de hielo a 0 °C y convertirlo en agua líquida a la misma temperatura.

2. Calor latente de vaporización: Es la energía térmica necesaria para convertir una sustancia de estado líquido a gaseoso, manteniendo la temperatura constante. El calor latente de vaporización del agua es de aproximadamente 2260 J/g, lo que significa que se requieren 2260 julios de energía para evaporar un gramo de agua líquida a 100 °C y convertirlo en vapor de agua a la misma temperatura.

3. Calor latente de sublimación: Es la energía térmica necesaria para convertir una sustancia directamente de estado sólido a gaseoso, sin pasar por el estado líquido intermedio. Algunas sustancias tienen este tipo de cambio de fase, como el dióxido de carbono sólido (hielo seco) que sublima a temperatura ambiente. El calor latente de sublimación es la suma del calor latente de fusión y el calor latente de vaporización.

Estos son los principales tipos de calor latente, pero es importante tener en cuenta que cada sustancia tiene sus propios valores de calor latente, que pueden variar según la presión y la temperatura.

https://www.solerpalau.com/es-es/blog/calor-latente/

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Dilatación y expansión térmica sitio web 

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Dilatación y expansión térmica sitio web 

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https://m.youtube.com/watch?v=VS1UccvJ_Wk

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https://m.youtube.com/watch?v=RLiWGKoIkf4

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https://m.youtube.com/watch?v=0vMQaSuh1S0

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Ejercicio de calor latente de fusión o vaporización

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Ejercicio de calor latente de fusión o vaporización

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La termodinámica es una rama fundamental de la física que estudia las interacciones entre la energía y la materia en forma de calor y trabajo. Ayuda a comprender y predecir el comportamiento de sistemas en equilibrio y en procesos de transferencia de energía. La termodinámica es crucial en campos como la ingeniería, la química y la física, ya que permite optimizar procesos, diseñar sistemas eficientes y entender fenómenos naturales como la producción de energía, la refrigeración, la combustión y el comportamiento de los gases.

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La termodinámica es una rama fundamental de la física que estudia las transferencias y transformaciones de energía en sistemas. Su utilidad en la vida cotidiana es amplia y abarca diversos aspectos. En primer lugar, la termodinámica nos ayuda a comprender y optimizar los procesos de generación y uso de energía, como la producción de electricidad, el funcionamiento de motores y la eficiencia energética de los dispositivos. Además, esta disciplina nos proporciona herramientas para entender fenómenos naturales como el clima, el ciclo del agua y los procesos biológicos, lo que resulta crucial para abordar problemas ambientales y tomar decisiones informadas en relación con el medio ambiente. Asimismo, la termodinámica tiene aplicaciones en la industria química y farmacéutica, donde se utiliza para diseñar y optimizar procesos de producción y síntesis de compuestos.

https://utec.edu.pe/blog-de-carreras/utec/como-actua-la-termodinamica-en-nuestra-vida-cotidiana

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https://termodinamica.net/

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/fusion/fusion.htm

https://www.lifeder.com/calor-cedido/

https://leerciencia.net/calor-especifico/

https://www.google.com/amp/s/www.fisicalab.com/amp/apartado/dilatacion-termica

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n_t%C3%A9rmica#:~:text=La%20Dilataci%C3%B3n%20Lineal%20es%20aquella,dicha%20magnitud%20antes%20y%20despu%C3%A9s%3A&text=a%20todo%20el%20cuerpo.

https://fisicaingeindus.wordpress.com/dilatacion-o-expansion-terminca/

https://daliaguzman1996.wordpress.com/temas/expansion-termica/