Guía #8 Química 1001-1002

 

COLEGIO AQUILEO PARRA IED

GUÍA #8 QUÍMICA 1001-1002

TEMPERATURA

DEFINICIÓN: es la medida de la intensidad o cantidad de calor que posee un cuerpo y determina la dirección en la cual fluye el calor. La mayor o menor temperatura de un cuerpo depende de la cantidad de energía cinética que poseen las partículas que lo forman ya sean átomos o moléculas.

El termómetro es el instrumento que más se utiliza para medir la temperatura; existen tres escalas que más se utilizan para medirla, estas escalas se construyen teniendo en cuenta valores de punto de ebullición y punto de congelación del agua son: grados Celsius, grados Fahrenheit y  Kelvin; en grados centígrados el punto de ebullición del agua es 100⁰C y congelación 0⁰C, entre los dos puntos hay una diferencia de 100 unidades, en grados Fahrenheit el punto de ebullición es 212 ⁰F y congelación es 32⁰F,  entre los dos puntos hay una diferencia de 180 unidades, cada unidad es un ⁰ F; se tiene entonces en grados centígrados una diferencia de 100 unidades y en grados Fahrenheit de 180 quiere decir que un cambio de 180 ⁰ F equivale a 100 de ⁰ C por tanto se requiere 1.80 ⁰F para igualar a 1⁰C o sea 180/100 = 1.8 ; Kelvin temperatura absoluta: punto de ebullición 373 y congelación 273.

Se puede saber las equivalencias en ⁰ C y ⁰F  y K según las ecuaciones:

⁰ F = (1.8× ⁰C) + 32                           ⁰C = (⁰F – 32 ) / 1.8                  K = ⁰C + 273

Ejemplo: un niño tiene una temperatura de 103 ⁰ F ¿cuál es la temperatura en ⁰C?

⁰C = (⁰F – 32) / 1.8 se reemplazan los datos ( 103 – 32 ) / 1.8 = 39.8 ⁰C.

Ejercicios:

Convertir las siguientes temperaturas:

a.      18 ⁰C  a ⁰ F

b.      78⁰ F  a ⁰ C

c.       25⁰ C  a K

d.      100 ⁰ F a K

CALOR: es la forma de la energía que se transfiere entre muestras de materia, debido a una diferencia de temperaturas; como ejemplo si se llena una vasija por completo y otra igual pero llena hasta la mitad ambas con agua, se calientan durante el mismo periodo de tiempo y con la misma cantidad de energía calorífica, se observa después de calentar, la temperatura será más alta en  la vasija llena hasta la mitad que en el que está lleno hasta el tope esto se puede explicar así: cuando cierta cantidad de energía se distribuye entre menos partículas, cada partícula recibe más energía lo que produce una elevación mayor de temperatura. Cuando fluye energía calorífica de un objeto a otro de manera 0espontánea, siempre pasa del objeto caliente al objeto frio.

La unidad en el SI de calor es Joule ( J ), pero la caloría ( cal ) es la unidad métrica de calor, ambas son muy pequeñas por lo cual se usa la Kilocaloría o el Kjouleo:

Equivalencias:    1 cal = 4.184 J

                       1000 cal = 1 Kcal = 4184 J

                              1 Kcal = 4.184 KJ

La caloría C (C mayúscula ) se emplea para medir el contenido de energía de alimentos la C = 1 kilo caloría, de modo que una galleta con chocolate de 50 calorías contiene en efecto 50,000 calorías.

Una caloría es la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 1 gramo de agua  en 1 grado centígrado.

Cada tipo de sustancia requiere de una cantidad distinta de calor para elevar la temperatura de una muestra de 1 gramo en 1⁰C, este valor se llama calor específico..

El calor específico de una sustancia es el número de calorías que se necesitan para elevar en un ⁰C la temperatura de un gramo de esa sustancia; la capacidad calorífica es la cantidad de calor absorbido (Q) por una sustancia de una masa (g) al aumentar su temperatura desde T₁ hasta T₂ se representa delta T.

Valores de calor específico de algunas sustancias:

SUSTANCIA	Cal/gx0C	Joules
Aluminio Al	0.215	0.900
Latón	0.092	0.385
Agua H2O	1.00	4.128
Plomo Pb	0.0308	0.129

Ecuaciones:

a-       Calor específico = cal / g ×⁰C    o calor específico = 1J / g ×⁰C

b-      Masa de sustancia × calor específico = calor ganado o absorbido

c-      Q = masa × calor específico × delta T                            delta T = T₂ – T₁

Ejemplo:

¿Cuántos J se necesitan para cambiar la temperatura de 225 g de plomo de 5.0 ⁰C a

 25.0 ⁰C: se colocan los datos conocidos

Masa del Pb = 225 g

Cambio de temperatura = 25.0 – 5.0 = 20.0 ⁰C

Calor específico del Pb = 0.129 J

Se sustituyen los valores en la ecuación

225 g × 20.0⁰C × 0.129 J/g×⁰C se cancelan unidades g y ⁰C = 581 J

Ejercicio:

La energía que se libera al consumir una hamburguesa de 110 g está reportada como 202 Cal,  ¿Cuántos J son?

TALLER: TEMPERATURA

1.      Convertir:

a.      -10⁰ F a ⁰C

b.      -10⁰C a ⁰F

c.       180⁰F a ⁰C

2.      Convertir las temperaturas:

a.      68⁰F a ⁰C

b.      30⁰C a ⁰F

c.       39⁰C a K

3.      la temperatura de sodio (Na) es -196⁰C ¿Cuánto es en ⁰F?

4.      ¿Qué es más caliente 100 ⁰C o 100⁰F, realiza la comprobación.

5.      ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de 50 g de agua de 20⁰C a 50⁰C?

6.      Cuánta energía en joules se libera cuando 100.0 g de hierro (Fe), se enfrían de  100.0⁰C a 30⁰C. (calor específico del hierro = 440 J / g× ⁰C?