Que es la temperatura

CENTRO ESCOLAR PROFESOR GREGORIO DE GANTE 

ALUMNA: ALONDRA MORALES MARTINEZ

PROFESOR: CESAR ADRIAN JIMENEZ HERNANDEZ

1 D

La temperatura es una magnitud física que mide la energía cinética interna de un cuerpo, objeto o del medio ambiente en general. En concreto, cuantifica la velocidad a la que se mueven, vibran u oscilan las partículas. A mayor velocidad, más alta será la temperatura1.

Dicha energía interna se expresa en términos de caliente y frío, siendo el primero asociado con una temperatura más alta, mientras que el frío se asocia con una temperatura más baja. Si comparamos dos sustancias a temperaturas distintas, podemos ver diferencias a nivel molecular y atómico. Por ejemplo, el agua en ebullición contiene moléculas con suficiente energía cinética como para romper enlaces, pasando al estado gaseoso. Lo contrario sucede cuando se congela el agua: las moléculas se mueven menos, formándose estructuras cristalinas y ordenadas.

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¿COMO SE MIDE LA TEMPERATURA?

• Un termómetro, que puede ser de mercurio, digital o infrarrojo.

• Una escala de medición, que puede ser Celsius, Fahrenheit o Kelvin.

• Una parte del cuerpo o del ambiente donde colocar el termómetro, que puede ser la axila, la boca, el oído, la frente o el aire.

• Esperar a que el termómetro indique el valor de la temperatura, que puede variar según el estado de salud, la humedad o la radiación.

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Las escalas de temperatura son sistemas de medición de la temperatura basados en puntos de referencia arbitrarios12.Las escalas de temperatura más utilizadas son3142:

• Escala Celsius o centígrados (ºC): basada en las temperaturas del punto de fusión y el punto de ebullición del agua, que son respectivamente 0 ºC y 100 ºC.

• Escala Fahrenheit (ºF): utilizada en la mayoría de países de origen anglosajón. 1,8 grados Fahrenheit equivalen a 1 grado Celsius.

• Escala Kelvin (K): cuyo cero corresponde al cero absoluto de temperatura, la temperatura más baja posible.

• Escala Rankine (GRADOS R): basada en la escala Fahrenheit, pero con el cero absoluto como referencia. 1 grado Rankine equivale a 1 grado Fahrenheit

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¿CUALES SON LAS DIFERENCIAS DE TEMPERATURA Y CALOR?

Aunque en el uso informal a menudo se confunden, calor y temperatura no son lo mismo. El calor mide la energía total, tanto cinética como potencial, de las partículas que forman algún cuerpo. La temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas que forman un cuerpo. Ambas cantidades se estudian en la ciencia de la termodinámica .

TEORIA CINETICA DE LOS GASES.

La teoría cinética de los gases es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases, como la ley de los gases ideales, a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos1. Se basa en varios principios fundamentales:

• Los gases están compuestos por un gran número de partículas pequeñas, generalmente átomos o moléculas.

• Estas partículas están en constante movimiento aleatorio y se mueven en todas las direcciones a grandes velocidades.

• Las colisiones entre las partículas de gas y con las paredes del contenedor son perfectamente elásticas, lo que significa que no hay pérdida de energía cinética total.

La temperatura de un gas se relaciona con la energía cinética promedio de sus moléculas. Por ejemplo, la temperatura de un gas monoatómico es una medida de la energía cinética promedio de sus moléculas al moverse1.

La teoría cinética también permite deducir propiedades como la presión del gas, la distribución de velocidades moleculares, la velocidad molecular media, la velocidad de colisión y la distancia media entre colisiones2. Estas propiedades son cruciales para el estudio de la cinética de reacciones en fase gaseosa, el flujo de fluidos y la transmisión de calor.

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LEYES DE LOS GASES

Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo xvii, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones, entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a que sus moléculas (o átomos) se encuentran separadas a grandes distancias, a diferencia de los líquidos y sólidos. Un gas cuyo comportamiento sigue estas leyes con exactitud recibe el nombre de gas ideal.1​ De la combinación de estas leyes surge la ecuación general de estado de un gas ideal, que se conoce con el nombre de ley de los gases ideales. 

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ACT. 6.1

Investiga por qué se denomina Kelvin a la escala propuesta por William Thomson.

La escala de temperatura Kelvin fue nombrada en honor al físico y matemático británico William Thomson, quien más tarde fue conocido como Lord Kelvin. Thomson propuso esta escala en 1848, basándose en el cero absoluto, la temperatura teóricamente más baja posible, que se define como 0 Kelvin12.

La importancia de la escala Kelvin radica en su capacidad para proporcionar mediciones térmicas precisas y consistentes en diversos experimentos científicos. Al utilizar el Kelvin como unidad de medida, se elimina cualquier ambigüedad y se permite una comparación clara y precisa de las temperaturas en diferentes situaciones y contextos científicos1.

Además, la escala Kelvin es fundamental en la ciencia y la investigación, especialmente en los campos de la física y la química, debido a su naturaleza absoluta y su relación directa con la energía térmica1. Esto resulta crucial para el estudio de fenómenos físicos y químicos que implican cambios en la temperatura, como reacciones químicas, cambios de estado y propiedades térmicas de los materiales1.

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Investiga qué forma tienen las ecuaciones para convertir las diferentes unidades ter-mométricas, citadas en esta página, entre sí. Escríbelas a continuación.

Se representa con la letra T y su unidad de medida en el sistema internacional es el Kelvin (K). También se utilizan otras escalas de temperatura como Celsius (°C) y Fahrenheit (°F). La fórmula para convertir de Celsius a Kelvin es: T (K) = T (°C) + 273,15. Mientras que para convertir de Fahrenheit a Celsius es: T (°C) = (T (°F) – 32) / 1.8. 

ACT. 6.2

Resuelve los siguientes problemas utilizando las ecuaciones que investigaste en la actividad anterior.

1. Una estación rusa de la Antártida registró en 1983 la temperatura de -82.9 °C, la más baja de la que se tiene registro. ¿Cuál es el valor de esta temperatura en las escalas de Fahrenheit y Kelvin?

fórmula de conversión:

T(°F)=T(°C)× 5/9+32

T(°C) es la temperatura en grados Celsius y

T(°F) es la temperatura en grados Fahrenheit. 

para cambiar a Kelvin

T(K)=T(°C)+273.15 

menos 82.9 °C en ambas fórmulas 

Para Fahrenheit:

T(°F)=−82.9×95+32

T(°F)=−117.22°F

Para Kelvin:

T(K)=−82.9+273.15

T(K)=190.25K

Por lo tanto, -82.9 °C es igual a -117.22 °F y 190.25 K.

2. En el Valle de la Muerte, California, Estados Unidos, se registró una temperatura de 129.92 °F, en 2020, la más alta jamás detectada. ¿Cuál es el valor de esta temperatura en las escalas Celsius y Kelvin?

Fórmula C = 5/9x (F-32), donde C es la temperatura de Celsius  y F es la temperatura de Fahrenheit :C= 5/9x(129.92-32) C = 5/9 x 97.92C= 54.40 grados C

Convertir a Kelvin: Utilizando la relación K = C + 273.15, donde K es la

temperatura en Kelvin: K = 54.40 + 273.15K = 327.55 K

la temperatura de 129.92 °F en el Valle de la Muerte equivale a aproximadamente 54.40 °C y 327.55 K.

ACT. 6.3

Responde los siguientes problemas:

a. Un gas se encuentra en un recipiente de 5 La una presión de 2 atm. Si la presión aumenta a 4 atm, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? Considera que la temperatura es constante.

FORMULA:

P1XV1: P2X V1

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