☺☺FISICA II☺☺

DOSIFICACIONES DE CESIONES PRESENCIALES DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA II

ASIGNATURA :FÍSICA II

SEMESTRE:QUINTO

CONTENIDO	ACTIVIDADES
PRIMER PARCIAL 1.CALOR Y TEMPERATURA 1.1.Interaccion materia energía 1.1.1. Temperatura 1.1.2. Calor Especifico 1.1.3. Dilatación 1.1.4. Cambios De Fase 1.1.5. Transmisión De Calor	-Proyección de la película la verdad incomoda -Elaboración de un ensaño acerca de los efectos del cambio climático sobre… ( un tema elegido por los estudiantes - Exposición de las experiencias y sus efectos sobre los cuerpos - Resolución de problemas de transformación de unidades de temperatura de un sistema a otro -Consultar y estudias referente a calor y temperatura -Comentar acera de los efectos de la dilatación que sufren los cuerpos -Resolver en clases ejercicios propuestos por el profesor - se aplicara examen de conocimientos adquiridos
SEGUNDO PARCIAL 2.         GASES 2.1.     Materia 2.1.1.  Presión 2.1.2.  Temperatura 2.1.3.  Volumen 3. ELCTROMAGNETISMO 3.1.     Fuerza  elctrica 3.1.1   Campo Eléctrico 3.1.2.  Potencial Eléctrico 3.1.3.  Capacitancia 3.1.4.  Corriente Eléctrica 3.1.4.1.Continua 3.1.4.2. Alterna 3.1.5.    Leyes Eléctricas 3.1.6.    Circuitos Electricos	-Se resolverán problemas en clase y extra clase concernientes a las Leyes De Boyle, Charles, Gay-Lussac Y Ley General De Los Gases -Se investigaran conceptos de presión de vapor , punto de roció y humedad relativa -Proyección de un video RAYOS -Discusión y aplicación de electrostática y su relación con la vida cotidiana - Resolver problemas  sobre capacitores y sus conexiones en serie paralelo - Se aplicara examen de conocimientos adquiridos
TERCER PARCIAL 3.2       Magnetismo 3.2.1.   Imanes 3.2.1.1.Naturales 3.2.1.2. Artificiales 3.2.1.2.1 Propiedades Magnéticas 3.2.1.2.2. Leyes Magnéticas 3.2.2.    Electroimán 3.2.3.    Motor Eléctrico 3.2.4     Generador 3.2.5     Transformador	-Análisis y discusión de un video referente al   magnetismo, al electromagnetismo y su impacto ala tierra - consulta sobre tipos de imanes campo magnético, flujo magnético, magnetismo terrestre, inclinación y declinación magnética. - exposición de los conceptos relacionados con el magnetismo - elaborar una síntesis  sobre la fuerza de ampere y la regla de la mano derecha o la de los tres dedos

☺Calor y Temperatura☺

CALOR Y TEMPERATURA☺

CALOR: El calor es una forma de las muchas en que puede presentarse la energía. Mucho tipos de energía se convierten en energía calorífica y a la inversa, la energía calorífica puede transformarse en otras clases de energía.

A la energía transferida entre 2 cuerpos debido a la diferencia de temperaturas se llama calor.

TEMPERATURA: El origen en primero del concepto de temperatura la adquirimos mediante el sentido del tacto, notamos si un cuerpo esta frio o caliente.

Al sostener con la mano una varilla  metálica que por el otro extremo esta introducida en 

la llama de un mechero, se recibe una sensación mas intensa cada vez. Esta magnitud 

que el que el tacto siente cambiar se denomina temperatura

INTERACCIÓN MATERIA-ENERGÍA

INTERACCIÓN MATERIA-ENERGÍA

Todo lo que nos rodea está formado por un componente común: la materia. Normalmente, para referirnos a los objetos usamos términos como materia, masa, peso, volumen. Para clarificar los conceptos, digamos que:

Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Volumen es el espacio ocupado por la masa.

Cuerpo es una porción limitada de materia.

Estados físicos de la materia

En términos conceptuales, materia se puede definir como cualquier sustancia que posee masa y ocupa un lugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a factores ambientales como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:

·         Liquido

·         Solido

·         Gaseoso

 MATERIA: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene una energía medible y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

Uno de los principios modernos sobre la materia, propuesto por Einstein, es que ésta no se destruye, sino que sólo se transforma, o en términos más precisos, "la masa relativística equivalente" se conserva. Lo anterior nos permite comprender la transición producida de la física clásica a la física moderna, ya que anteriormente se pensaba que la materia y la energía eran dos cosas diferentes que se encontraban a la base de todo fenómeno físico. Sin embargo, la física moderna nos permite comprender que la materia se puede transformar en energía y la energía puede convertirse en materia.

 ENERGIA: En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo.

En todos los actos cotidianos se emplea algo de fuerza. Al levantarnos, peinarnos, caminar, correr, jugar, trabajar, etc. Siempre se necesita de fuerza para poder desenvolvernos con facilidad, según las exigencias del medio ambiente que nos rodee. La capacidad que posee una persona, o un objeto, para ejercer fuerza y realizar cualquier trabajo, se denomina: Energía. La energía es la capacidad de producir un trabajo en potencia o en acto. Por eso decimos que alguien tiene mucha energía cuando grandes actividades durante el día como: trabajar, estudiar o practicar deportes.

Existen diferentes formas de energía. Y por su naturaleza tenemos energía Potencial y Cinética.

La potencial es la energía contenida en un cuerpo, por ejemplo: la energía humana, la del agua, del vapor, etc.

La energía cinética es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento, etc.

Existen también otras clasificaciones de la energía que en su esencia son energía cinética o potencial o combinaciones de estas dos. Tales son:

Energía Calórica o térmica: Producida por el aumento de la temperatura de los objetos. Como sabemos, los cuerpos están formados por moléculas y éstas están en constante movimiento. Cuando aceleramos este movimiento se origina mayor temperatura y al haber mayor temperatura hay energía calorífica. Esto es lo que sucede cuando calentamos agua hasta hervir y se produce gran cantidad de vapor.

Una fuente natural de calor es el Sol, y numerosas investigaciones descubrieron cómo se podría aprovechar la luz del sol para producir calor durante la noche e inclusive electricidad.

Energía Mecánica: Es la capacidad que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpos de realizar movimiento, debido a su energía potencial o cinética; por ejemplo: La energía que poseemos para correr en bicicleta (energía potencial) y hacer cierto recorrido (energía mecánica); o el agua de unas cascada (energía potencial), que al caer hacer mover las aspas de una turbina (energía mecánica).

Energía Química: Es la producida por reacciones químicas que desprenden calor o que por su violencia pueden desarrollar algún trabajo o movimiento. Los alimentos son un ejemplo de energía química ya que al ser procesados por el organismo nos ofrecen calor (calorías) o son fuentes de energía natural (proteínas y vitaminas) . Los combustibles al ser quemados producen reacciones químicas violentas que producen trabajo o movimiento.

Energía Eléctrica Esta es la energía más conocida y utilizada por todos. Se produce por la atracción y repulsión de los campos magnéticos de los átomos de los cuerpos. La utilizamos diariamente en nuestros hogares. Observamos como se transforma en energía calórica en el horno o la plancha; en energía luminosa en el bombillo y energía mecánica en los motores.

Aún existen muchas otras formas de energía que tienen gran aplicación práctica en la industria como: La nuclear, la energía radiante, etc.

TEMPERATURA☺

TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" que otro puede considerarse que tiene una temperatura mayor, y si es frío, se considera que tiene una temperatura menor. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía sensible de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibraciones deben tomarse en cuenta también).

Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la cuantificación de la actividad molecular de la materia.

Calor Especifico

Calor específico

Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y kelvin; en ocasiones también se expresa en calorías por gramo y grado centígrado. El calor específico del agua es una caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado.

Verificar el calor específico del agua.

Medir la variación de temperatura del agua al cambiar de fase

• Termómetro
• Estufa Eléctrica
• Agua
• Recipientes
• Hielo
• Cronometro

Dilatacion

El presente trabajo es acerca de la dilatación ,para la realización del presente trabajo consulté del libro Hola Física.

Este trabajo tiene el fin de agrandar nuestro conocimiento sobre este tema, este tiene el fin también de hacernos conocer las variaciones de longitudes por medio de las variaciones de temperatura.

Con la terminación del trabajo sabremos el significado de la palabra dilatación, sus leyes, etc.

OBJETIVOS

• Conocer las bases de la dilatación térmica.

• Conocer la dilatación de líquidos, sólidos y gases.

• Aplicar los conocimientos adquiridos acerca de la dilatación en una práctica de dilatación de gases utilizando al humo como gas.

• Conocer que es dilatación.

DILATACION DE LOS CUERPOS

DILATACIÓN DE LOS SÓLIDOS.

Cualquiera que observe, lo que sucede a su alrededor, se da cuenta que muchos materiales se hacen más grandes cuando su temperatura se eleva. La descripción e la temperatura en términos del movimiento molecular aclara este fenómeno. Algunos cuerpos llegan a romperse, debido a las deformaciones resultantes de la dilatación térmica.

Aumentos de temperatura:

T= 0 20 40 60 80 100 (en °C)

Aumentos de longitud:

T= 0 0,12 0,24 0,36 0,48 0,60 (en mm).

Puesto que a un aumento de temperatura corresponde un aumento de longitud, y no solo eso, sino que a un aumento de temperatura doble, corresponde a un aumento de longitud doble, y así sucesivamente.

DILATACIÓN DE LOS LÍQUIDOS

Dilatación aparente: En realidad, cuando se calienta el líquido contenido en un recipiente, también se dilata el recipiente, de modo que a la dilatación que observamos es la dilatación aparente del líquido.

Dilatación verdadera: Es la suma de la dilatación aparente más la del recipiente.

DILATACIÓN TÉRMICA CÚBICA

Análogamente, un cuerpo de volumen Vo experimenta una variación de volumen V, cuando hay una T.

El coeficiente de dilatación térmica cúbica Y representa el aumento o disminución de volumen de cada unidad de volumen cuando la temperatura aumenta o disminuye 1°C.

Vo= Volumen inicial

Y= 3 aproximadamente.

DILATACIÓN DE LOS GASES

DILATACION DE UN GAS A PRESIÓN CONSTANTE

Los gases siguen una ley semejante a la que siguen los sólidos y los líquidos: Hay un coeficiente de dilatación del gas: 1, que llamaremos coeficiente de dilatación de un gas a presión constante.

1. - El aumento de volumen es directamente proporcional al aumento de temperatura, cuando la presión permanecer constante.

2. - El aumento de volumen es directamente proporcional al volumen inicial cuando la presión permanece constante.

Pero al tratarse de comprobar con distintos gases si cada uno tiene su coeficiente de dilatación a presión constante, nos encontramos con una cosa curiosa:

3. - El coeficiente de dilatación a presión constante tiene el mismo valor para todos los gases

DILATACIÓN DE UN GAS A VOLUMEN CONSTANTE (LEY DE GAY LUSSAC)

Lo que ahora queremos estudiar no es la variación del volumen con la temperatura, pues el volumen permanece constante, sino, como varía la presión cuando varía la temperatura.

Midiendo encontraremos que:

1. -Las variaciones de presión son directamente proporcionales a las variaciones de temperatura cuando el volumen permanece constante.

2. - Las variaciones de presión son directamente proporcionales a la presión inicial, cuando el volumen permanece constante.

Experimentando con gases distintos, encontraremos que:

3. - El coeficiente de dilatación a volumen constante es el mismo para todos los gases.

Los gases nos tienen reservada otra gran sorpresa: El coeficiente de dilatación a volumen constante es igual al coeficiente de dilatación a presión constante.

PRACTICA DE DILATACIÓN DE LOS GASES

Pude observar una manera para comprobar la dilatación de los gases. Los instrumentos que se deben usar para esta demostración son:

-Una jeringuilla,

-humo,

-agua

-e instrumentos para hacer humo.

Consiste en poner humo en la jeringa y taparla y sin que se salga el humo poner agua, cuando están las dos cosas dentro de la jeringa se aplasta con la jeringa, es decir hacemos presión pero no podremos aplastar todo por que adentro está el humo, pero soltamos el dedo que tapa el hueco y podremos ver como sale el humo. Cuando está el agua con el humo adentro se dilata el gas al hacer presión.

CONCLUSIONES

• La dilatación estudia la variación de las longitudes, dependiendo de la variación de temperaturas.

• El coeficiente de dilatación a volumen constante es el mismo para todos los gases-

• El presente trabajo ha sido muy instructivo, he aprendido mucho sobre este tema, por lo cual invito a mis compañeros a realizar trabajos similares a etc.

Cambios de face

Diariamente convivimos con sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Bajo determinadas condiciones es posible cambiar la fase de una sustancia. Es de nuestro conocimiento por ejemplo que el agua líquida se puede transformar en agua sólida o vapor de agua.

El punto fundamental en este estudio es el hecho de la fase de una sustancia ser determinada por la temperatura (T) y por la presión (p) a que está sometida.

Así, dependiendo de ese par de valores (T y p), la sustancia puede estar en cualquiera de las fases (sólida, líquida o gaseosa), e inclusive en una situación que corresponde al equilibrio entre dos o entre tres fases.

En estado sólido, las partículas constituyentes del cuerpo se presentan distribuidas en el espacio en un padrón bien organizado, ocupando posiciones definidas, en función de la gran fuerza de atracción entre ellas.

Por ese motivo, un cuerpo en estado sólido presenta forma y volumen propio, o sea, un alto grado de cohesión.

En estado líquido, las partículas del cuerpo no se encuentran tan fuertemente ligadas como en el estado sólido y pueden por eso, deslizarse unas en relación a las otras. Siendo así, un cuerpo en estado líquido no tiene forma propia, un líquido siempre asume la forma del recipiente que lo contiene, a pesar de tener un volumen propio.

En estado gaseoso, las partículas del cuerpo tienen una libertad total de movimiento y prácticamente no ejercen fuerzas unas sobre otras. Por tanto, un cuerpo en estado gaseoso no presenta forma o volumen propio, los cuerpos gaseosos asumen la forma y el volumen total del recipiente donde están contenidos.

Cambio de Fase

El cambio de fase es un fenómeno térmico que una sustancia sufre al alterar su estado físico.

Evaporación:

Es el tipo de vaporización lenta, que ocurre apenas junto a la superficie libre del líquido. Ese fenómeno no requiere condiciones físicas determinadas para suceder. En otras palabras, no existe una temperatura determinada para un líquido evaporarse. El agua de un tanque por ejemplo, se evapora a 5^o C, a 20^o C, a 60^o C , etc.

Ebullición o Vaporización

Es la vaporización intensa y turbulenta que ocurre a lo largo de toda la masa líquida, con formación de burbujas de vapor junto a las superficies calentadas. Estas burbujas aumentan de volumen a medida que se elevan en el líquido, en virtud de la reducción de la presión. Al contrario de la evaporación, la ebullición solo sucede cuando es alcanzada una cierta temperatura, que depende de la presión ejercida sobre el líquido por el ambiente.

Conceptos Básicos

Punto de Fusión: Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase sólida a la fase líquida

Punto de Vaporización: Es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase líquida a la fase gaseosa.

Transmisión del calor

Transmisión del calor

Para que el calor pase o se transmita de un cuerpo a otro, se requiere que los mismos estén a diferentes temperaturas. Sean A y B dos fuentes que se hallan separadas, siendo sus temperaturas t1 y t2 (t1 mayor que t2). El calor pasara desde A hacia B, hasta que se produzca el equilibrio térmico.

Formas de propagación del calor

1 Conducción

esta forma de transmisión del calor se origina en sólidos, en los cuales la energía térmica (en forma de energía cinética) se propaga por vibración de molécula a molécula.

La expresión que rige la transmisión del calor en la unidad de tiempo por conducción es

.coeficiente de conductibilidad térmica que depende del material del muro en

área del muro en m2

espesor del muro en mts.

temperatura de la cara mas caliente

temperatura de la cara mas fría

Si el flujo de calor es a través de un muro compuesto la expresión nos queda

Esta expresión se deduce de la anterior y en general para un muro compuesto por `n' tabiques distintos nos queda.

2 Convección

Esta forma de propagación del calor se produce en los fluidos (líquidos y gases ) por un movimiento real de la materia .este movimiento se origina por la disminución de la densidad de los fluidos con el aumento de temperatura (los hace mas livianos por unidad de volumen) que produce un ascenso de los mismos al ponerse en contacto con una superficie mas caliente y un descenso en el caso de ponerse en contacto con una superficie mas fría.

La expresión que rige la transmisión del calor por convección es

coeficiente de transmisión del calor

por convección

temperatura del fluido

temperatura del muro

Esta expresión esta dada por unidad de tiempo y de superficie

Como vemos en los esquemas el sentido del movimiento de fluidos cambia si su temperatura es mayor o menor que la del muro.

Si hacemos circular el fluido por un medio mecánico se denomina convección forzada

(ventilador, bomba, viento externo de una vivienda, etc).

Aumenta el coeficiente y por lo tanto el calor transmitido.

3 Radiación

Todos los cuerpos irradian energía en forma de onda electromagnética , similares a las ondas de radio, rayos x , luz, etc. Lo único que difiere en estos distintos tipos de ondas es la longitud de onda o frecuencia.

El calor por radiación al igual que estas ondas se propaga a la velocidad de la luz (3x10.000.000 m/ seg.) y no necesita de un medio para poder propagarse. Se transmite a través del vacío mejor que a través del aire ya que este siempre absorbe parte de la energía.

La función que rige esta forma de propagación de la energía es

Esta relación se denomina ley de Stefan - Boltzman.

es la emisividad de la superficie , varia entre 0 y 1 . vale 1 para el cuerpo negro emisor ideal y 0 para un espejo ideal que refleje toda la energía , para el resto de los materiales toma valores intermedios

se denomina ley de boltzman y su valor es

T temperatura absoluta del cuerpo en grados K°

La expresión de transmisión del calor por radiación es por unidad de tiempo y unidad de superficie.

Todos los cuerpos irradian y reciben energía irradiada por otros cuerpos por lo tanto la energía neta irradiada es la diferencia entre la irradiada y la recibida la cual se expresa

temperatura de cuerpo 1 en ºk

temperatura de cuerpo 2 en ºk

coeficiente de radiación mutua

Esta expresión se puede simplificar en el caso de que la diferencia de temperatura sea pequeña como :

Coeficiente de radiación mutua de la expresión aproximada para diferencia de temperatura pequeñas

Temperatura del cuerpo 1 en ºC

Temperatura del cuerpo 2 en ºC

Gases

Debido a sus Propiedades.

Los gases tienen unas propiedades físicas y químicas, las primeras conducen a que los gases sean comprensibles, que ocupen todo el volumen del recinto en donde se encuentren, etc. En cuanto a las propiedades químicas, conducen a la existencia de los siguientes tipos de gases:

·       Gases inertes: No arden, no mantienen la combustión y en su seno no es posible la vida, argón, nitrógeno, etc.

·       Gases comburentes: Son indispensables para mantener la combustión, oxígeno, protóxido de nitrógeno, etc.

·       Gases combustibles: Arden fácilmente en presencia del aire o de otro oxidante, hidrógeno, acetileno.

·       Gases corrosivos: Capaces de atacar a los materiales y destruir los tejidos cutáneos, cloro.

·       Gases tóxicos: Producen interacciones en el organismo vivo, pudiendo provocar la muerte a determinadas concentraciones, monóxido de carbono.

Estas propiedades hacen que la utilización de los gases por el hombre le suponga un riesgo si no se toman las medidas adecuadas, máxime teniendo en cuenta que muchos de los gases tienen más de una de las citadas propiedades.

Debido AL USO.

Para la utilización de los gases es necesario transportarlos desde el lugar de obtención o fabricación al de utilización o consumo. Al igual que en cualquier tipo de mercancía prima el principio económico de transportar la máxima cantidad en el mínimo volumen. Para poder llevarlo a efecto, y en función de las características del gas de que se trate, se procede a comprimirlos , licuarlos e incluso disolverlos a presión en un medio acuoso si la inestabilidad del mismo así lo requiere.

Estas operaciones suponen añadir nuevos riesgos a los derivados de sus propiedades, como son por ejemplo la presión, el frío que muchas veces es necesario para licuarlos, el gran volumen de gas que se produciría al vaporizarse desde el estado líquido, etc.

Todo ello conlleva que los gases sean considerados como mercancías peligrosas, y de hecho así son considerados en el Reglamento Nacional de Transporte de Mercancía Peligrosas por Carretera, en el que quedan incluidos en la Clase 2, "Gases comprimidos, licuados y disueltos a presión", en que el citado Reglamento clasifica las sustancias.

Clasificación de los Gases

Establecidas las anteriores premisas, es necesario clasificar los distintos tipos de gases que se emplean:

◦      Gas comprimido: Gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es menor o igual a - 10º C.

◦      Gas licuado: Gas o mezcla de gases cuya temperatura crítica es mayor o igual a - 10º C.

◦      Gas inflamable: Gas o mezcla de gases cuyo límite de inflamabilidad inferior es menor o igual al 13%, o que tenga un campo de inflamabilidad mayor de 12%.

◦      Gas tóxico: Aquel cuyo límite de máxima concentración tolerable durante 8 horas/día y 40 horas/semana, (T.L.V.), es inferior a 50 ppm.

◦      Gas corrosivo: Aquel que produce una corrosión de más de 6 mm/año, en un acero A33 UNE 36077-73, a una temperatura de 55ºC.

◦      Gas oxidante: Aquel capaz de soportar la combustión con un oxipotencial superior al del aire.

◦      Gas criogénico: Aquel cuya temperatura de ebullición a la presión atmosférica, es inferior a 40ºC.

A las anteriores definiciones hay que añadir otras que hacen referencia a la utilización propiamente dicha de los gases, y que según el anterior Reglamento de Aparatos a Presión, son las siguientes:

◦      Gas industrial: Los principales gases producidos y comercializados por la industria.

◦      Mezclas de gases industriales: Aquellas mezclas de gases que por su volumen de comercialización y su aplicación, tienen el mismo tratamiento que los gases industriales.

◦      Mezclas de calibración: Mezcla de gases, generalmente de precisión, utilizados para la calibración de analizadores, para trabajos específicos de investigación u otras aplicaciones concretas, que requieren cuidado en su fabricación y utilización.