Calor especifico.

El calor específico es una magnitud  que se define como la capacidad de ceder o recibir   calor  de algunos materiales, esto va a depender de la forma del objeto y del tipo de material del que este hecho.

la cantidad de calor cedido o ganado se expresa:  

ΔQ=mcΔT

Donde;

ΔQ es la cantidad de calor cedida o ganada.

m  es la masa del material.

c   es el valor del calor especifico de cada material.

ΔT es el cambio de temperatura.

En el calor especifico no ocurren cambios de estado, lo único que cambia es la temperatura.

Calor latente.

El calor de cambio de estado es la energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).

Este cambio de estado, esta dado por la formula;

Q=Ml

donde:

m representa la masa

L es el punto de fusión

En este al realizarse un cambio de fase, la temperatura permanece constante.

Ahora ejemplificaremos la combinación de estos dos tipos de calores en un solo cuestionamiento.

¿Cual es el calor necesario pára que un bloque de hielo de 3kg, de una temperatura de -8° se  convierta en agua a 25°c?

Este cuestionamiento se dividirá en  4 etapas.

1° etapa

En esta se llevara acabo un cambio de temperatura que será de  pasar de  los -8° asta 0°(calor especifico)

Primero tenemos que convertir los tres kilogramos a gramos, lo cual nos dara

3000g, teniendo esto solo basta con sustituir los valores en la formula correspondiente.

ΔQ=mcΔT

Sustituimos valores y efectuamos las operaciones correspondientes.

ΔQ=(3000g)(0.55cal/g°c)(8°c)

Teniendo el resultado solo basta con eliminar las unidades iguale para que quede en calorías (cal).

ΔQ=13200 cal.

2° etapa

En esta etapa se llevara a cabo un cambio de estado que donde el agua pasa de ser un solido a un liquido, aquí se utiliza la formula de calor latente.

Q=Ml

Sustituimos los valores de cada dato.

Q= (3000g)(80cal/g)

Realizamos las operaciones correspondientes y obtenemos el resultado.

Q=240000 cal.

3° etapa

Aquí se llevara a cabo un cambio de temperatura que va de los 0° hasta los 25°. (calor especifico)

ΔQ=mcΔT

Sustituimos los valores de cada variable, lo que cambia aqui es que tomamos el valor ya del agua para delimitar el calor especifico.

ΔQ= (3000g)(1 cal/g°c)(25°c)

ΔQ=75000cal.

4° etapa

En esta etapa sumaremos cada uno de los resultados de calor para delimitar el calor necesario para lograr la temperatura que se nos pide.

Utilizamos la formula de sumatoria de calores.

Q_T=Q₁+Q₂+Q₃

Sustituimos los valores para cada Q.

Q_T= (13000+240000+75000)

Y llegamos a resultado final.

Q_T=328200 cal

Conversión de temperaturas.

Las conversiones de temperatura existen ya que en el mundo hay diversas escalas propuestas para medir la temperatura, a continuación presentaremos las escalas mas conocidas y utilizadas.

Escala de Celsius

Celsius definió su escala en 1742 considerando las temperaturas de congelación y ebullición del agua, asignándoles originalmente los valores 100 °C y 0 °C respectivamente.

Escala de Fahrenheit

El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1714. La escala establece como las temperaturas de congelación y evaporación del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius (°C).

Escala de Kelvin

El kelvin simbolizado como K, es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson, Lord Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (−273,15 °C)

Escala Rankin

Se denomina Rankin a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankine en 1859.

El grado Rankin tiene su punto de cero absoluto a −459,67 °F, y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.

Existen igualdades que permiten pasar de una temperatura a otra, como lo mostraremos a continuación.

Fahrenheit — Celsius

c/5=f-32/9

Kelvin — Celsius

K=c+273

Rankin — Fahrenheit

R=f+460

Ley de coulomb.

Coulomb observó que  dos cuerpos con cargas  ya sean de cargas iguales o distintas siempre van a realizar una fuerza ya sea de repulsión o de atracción y que estaban en relación con la distancia a la que se encontraban y el numero de cuerpos que intervinieran.

Coulomb anunció la siguiente ley:

Las fuerzas presentes en dos cuerpos sargados eléctricamente son directamente proporcionales al producto de sus cargas eléctricas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que la separa.

F= (K) (q₁q₂/r²)

Donde;
K es la constante que vale 9.89x10^9 nm^2/c^2
q representa la carga de los cuerpos
r es igual a la distancia que los separa

Electricidad.

La electricidad se origina por las cargas en movimiento las cuales se pueden encontrar en reposo o en movimiento.En el año 600 a.c. Tales observo que el frotar una barra de ámbar con un trozo de lana o cuero esta era capaz de atraer cierto tipo de piedras.

Carga eléctrica

la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.

Ley de cargas

Las cargas iguales se repelen.

Las cargas diferentes se atraen.

Materiales conductores

Un material conductor es un material que ofrece poca resistencia al paso de la electricidad. Generalmente son aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas.

Diferencia de potencial.

La tensión eléctrica o diferencia de potencial es  una magnitud física que mide la diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas.

Esto lo podemos identificar de la siguiente manera  con formulas;

V_ab=v_a+v_b

1volt=1 joule/1coulomb

Dentro de la diferencia de potencial tenemos involucrados diferentes términos como los que mencionaremos a continuación.

Corriente eléctrica.

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material.

Para poder llevar un flujo mayor de corriente se requiere de un material conductor el cual posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad a través del mismo.

Este fenómeno se puede representar con la siguiente expresión;

I=Q/T

Donde;

Q= a la cantidad de carga eléctrica que pasa por un conductor, cuya unidad de mediada son los coulomb (c).

T= al tiempo de el transporte de cargas, este se da en segundos (s).

I= es la intensidad eléctrica que se manifiesta en la resistencia, la cual se da en amperes (a)