Colegio De Bachilleres Del Estado De Michoacán “ONDAS Y TERMOLOGIA”

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Colegio De Bachilleres Del Estado De Michoacán

“ONDAS Y TERMOLOGIA”

PROFESOR:

• Ing. José de Jesús Oregel Cárdenas

ALUMNOS:

• Adolfo Torres García 603

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ÍNDICE

1.- Portada………...1

2.- Índice………2

3.- Introducción……….4

4.- Ondas………5

4.1.- Onda estacionaria………..7

4.2.- Refracción de onda………7

4.3.- Difracción de onda……….8

4.4.- Onda infrasonica……….8

4.5.- Onda mecánica……….10

4.6.- Onda electromagnética………..11

4.7.- Características de las ondas……….12

4.8.- Ondas sísmicas………..13

4.9.- Tipos de ondas sísmicas………..14

4.10.- Onda gravitatoria……….…16

4.11.- Ultrasonido………17

4.12.- Rayos x……….17

4.13.- Radiación electromagnética……….18

4.14.- Microondas…………..………18

4.15.- Radiación infrarroja……….19

4.16.- Luz visible………19

4.17.- Rayos ultravioleta……….20

4.18.- Rayos gamma………..20

4.19.- Electricidad………21

4.20.- Rayo láser………..21

5.- Termología……….22

5.1.- Calor y temperatura………..23

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5.3.- Calor especifico……….25

5.4.- Calor latente………25

5.5.- Energía intensa……….26

5.6.- Muerte térmica……….26

5.7.- Dilatación lineal………27

5.8.- Dilatación volumétrica……….27

5.9.- Coeficiente de dilatación………28

5.10.- Escalas de temperatura………29

5.11.- Formas de calor……….30

5.12.- Leyes del estado gaseoso………32

5.13.- Leyes de la termodinámica………33

5.14.- Potencial termodinámico………35

5.15.- Energía térmica………..35

5.16.- Entropía………..36

6.- Conclusión………...37

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INTRODUCCIÓN

En este ensayo abordaremos lo que son las ondas y la termología y todo lo relacionado con estos conceptos. Veremos qué son, y cuál es su función y que una onda es energía que se transmite sin desplazamiento de materia ya que se trata de una perturbación o agitación que se desplaza en un ambiente determinado y que, después de pasar, lo deja en su estado inicial. Por otro lado veremos que la termología es una parte de la física que estudia el calor y sus efectos sobre la materia.

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ONDAS

Una vibración puede definir las características necesarias y suficientes que caracterizan un fenómeno como onda. El término suele ser entendido intuitivamente como el transporte de perturbaciones en el espacio, donde se considera el espacio como un medio en el que pueden producirse y propagarse dichas perturbaciones a través de él, al variar alguna de sus propiedades medibles.

La teoría de ondas se conforma como una característica rama de la física que se ocupa de las propiedades de los fenómenos ondulatorios independientemente de cuál sea su origen físico. Una peculiaridad de estos fenómenos ondulatorios es que a pesar de que el estudio de sus características no depende del tipo de onda en cuestión, los distintos orígenes físicos que provocan su aparición les confieren propiedades muy particulares que distinguen a unos fenómenos de otros. Por ejemplo, la onda acústica se diferencia de la onda óptica, en que las ondas sonoras están relacionadas con aspectos más mecánicos que las ondas electromagnéticas (que son las que gobiernan los fenómenos ópticos). Conceptos tales como masa, cantidad de movimiento, inercia o elasticidad son conceptos importantes para describir procesos de ondas sonoras, a diferencia de las ópticas, donde estas no tienen una especial relevancia. Por lo tanto, las diferencias en el origen o naturaleza de las ondas producen ciertas propiedades que caracterizan cada onda, manifestando distintos efectos en el medio en que se propagan, por ejemplo, en el caso del aire están los vórtices, las ondas de choque; en el caso de los sólidos esta la dispersión; y en el caso del electromagnetismo esta la presión de radiación.

El movimiento de cualquier objeto material puede ser considerado como una fuente de ondas. Al moverse perturba el medio que lo rodea y esta perturbación al propagarse puede ser un pulso o un tren de ondas. Un impulso único como una vibración en el extremo de una cuerda, al propagarse da lugar a un tipo de onda llamada pulso.

Si las vibraciones del extremo se suceden, se formará un tren de ondas que se transmite a lo largo de la cuerda. Por ejemplo: Una serie continua e ininterrumpida de sacudidas que se propagan a lo largo de una cuerda o de un resorte, un sonido monótono y permanente, etcétera.

Se denomina frente de onda al lugar geométrico en que los puntos del medio son alcanzados en un mismo instante por una determinada onda. Dada una onda propagándose en el espacio o sobre una superficie, los frentes de onda pueden visualizarse como superficies que se expanden a lo largo del tiempo alejándose de la fuente que genera las ondas sin tocarse entre sí.

El vector de onda es un vector que apunta en la dirección de propagación de la onda en cuestión y cuya magnitud es el número de onda.

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resulta más útil emplear los ciclos por centímetro (o centímetros recíprocos, cm-1), una unidad que el sistema cegesimal de unidades también denomina Kayser (K).

Las ondas son uno de los fenómenos físicos fundamentales de la naturaleza: las ondas sobre la superficie del agua y los terremotos, las ondulaciones en resortes, las ondas de luz, las ondas de radio, las ondas sonoras, etcétera.

Las ondas sonoras son tridimensionales porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional.

Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

El principio de superposición de las ondas dice que un movimiento ondulatorio complicado puede ser analizado (digamos, descompuesto) en una suma de ondas simples. La superposición de ondas puede dar origen a la interferencia tanto constructiva como destructiva de ellas, según la fase en que se encuentren ambas en cada momento.

La interferencia de ondas se produce dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas

Hay dos tipos de interferencia de ondas:

Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo

una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.

Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de

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ONDA ESTACIONARIA:

Las ondas estacionarias son aquellas ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmóviles. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio c.

REFRACCIÓN DE ONDA:

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DIFRACCION DE ONDA:

El fenómeno de difracción de ondas es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija. Ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio.

ONDA INFRASONICA:

Se dice que una onda infrasónica es cuando está por debajo del rango audible, es decir, por debajo de los 20 Hz. En cambio, una onda ultrasónica es cuando se encuentran por encima del intervalo audible, es decir, su frecuencia es superior a 20000 Hz.

Todo cuerpo que vibra trasmite la vibración a los cuerpos con quienes está en contacto y al llegar a excitar el órgano del oído se produce el sonido.

El sonido viaja a una mayor velocidad en los sólidos ya que alcanza aproximadamente una velocidad de 5148m/s.

La reflexión ECO es una repetición del sonido, producido por la reflexión del sonido en un objeto, por lo tanto, un eco es una onda sonora reflejada.

El término resonancia se refiere a un conjunto de fenómenos relacionados con los movimientos periódicos o casi periódicos en que se produce reforzamiento de una oscilación al someter el sistema a oscilaciones de una frecuencia determinada. Más concretamente el término puede referirse a:

En acústica, la resonancia es el reforzamiento de ciertas amplitudes sonoras como resultado de la coincidencia de ondas similares en frecuencias, es un caso particular de resonancia mecánica.

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Cuando recibimos un sonido nos llega desde su emisor a través de dos vías: el sonido directo y el sonido que se ha reflejado en algún obstáculo, como las paredes del recinto. Cuando el sonido reflejado es inteligible por el ser humano como un segundo sonido se denomina eco, pero cuando debido a la forma de la reflexión o al fenómeno de persistencia acústica es percibido como una adición que modifica el sonido original se denomina reverberación.

La reverberación, al modificar los sonidos originales, es un parámetro que cuantifica notablemente la acústica de un recinto. Para valorar su intervención en la acústica de una sala se utiliza el «tiempo de reverberación». El efecto de la reverberación es más notable en salas grandes y poco absorbentes y menos notable en salas pequeñas y muy absorbentes.

La intensidad de sonido se define como la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación:

Los factores que determinan la intensidad del sonido son:

1) También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud). 2) La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para contrarrestar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica". 3) Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

Una propiedad importante del sonido es el tono, o lo que es lo mismo la frecuencia con la que vibran las partículas del medio. Dicha frecuencia determina que un sonido sea agudo o grave según su valor.

Altos valores de frecuencia serán sonidos “agudos” y bajos valores de frecuencia sonidos “graves”.

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Se habla de timbre en función de aquella cualidad que permite diferenciar un sonido de otro, sea este musical o no. Algunas definiciones se refieren al timbre como una cualidad o parámetro más del sonido, equiparable a la frecuencia (tono), amplitud (intensidad) y duración. Pero en realidad no se trata de un parámetro en sí mismo sino de la combinación de varios, entre los que podemos mencionar como determinantes a:

• El espectro: distribución de la energía en función de los parciales (armónicos o inarmónicos) de un sonido complejo.

• La envolvente dinámica: variación de la amplitud en el tiempo.

• La formante: el pico de intensidad o concentración energética en una determinada frecuencia en el espectro de un sonido.

Cuando las oscilaciones de presión que alcanzan nuestro oído se encuentran en un determinado rango de frecuencias y de intensidad, se produce la sensación de oír. El intervalo de frecuencias audibles está entre 16 Hz y 20000 Hz aproximadamente.

El oído humano puede acomodarse a intervalos de presiones e intensidades sonoras bastante grandes: entre 2x10-5 y 20 N/m2 para la amplitud de la presión y desde 10-12 hasta 1 w/m2 para la intensidad. El valor más bajo en ambos casos se toma como umbral de audición, mientras que el más alto, que produce sensación dolorosa en la mayoría de las personas, es el umbral de dolor. Debido a este gran intervalo al que resulta sensible el oído se utilizan escalas logarítmicas para describir los niveles de presión y de intensidad de una onda sonora.

ONDA MECÁNICA:

Una Onda Mecánica es una perturbación que viaja por un material o sustancia que es un medio de la onda. Por ejemplo, cuando se pulsa una cuerda tensa, la perturbación provocada se propaga a lo largo de la misma en forma de un pulso ondulatorio. La perturbación en este caso consiste en la variación de la forma de la cuerda a partir de su estado de equilibrio. Al viajar la onda por el medio, las partículas que forman el medio sufren desplazamientos de varios tipos, dependiendo de la naturaleza de la onda.

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a) Desplazamiento perpendicular de las partículas = ondas transversales. b) Desplazamiento hacia adelante de las partículas = ondas longitudinales.

c) Desplazamiento perpendicular y hacia delante de las partículas = suma de ondas transversales y longitudinales.

El movimiento ondulatorio puede ser visto con una alteración momentánea del estado de equilibrio (perturbación) de las partículas que forman el medio.

En cada caso el movimiento ondulatorio es una alteración del estado de equilibrio que viaja de una región del medio a otra y siempre hay fuerzas que tienden a restablecer el sistema a su estado de equilibrio.

ONDA ELECTROMAGNÉTICA:

Entre los distintos tipos de ondas nos podemos encontrar con las ondas electromagnéticas, las cuales tienen la propiedad de que no necesitan un medio físico para desplazarse, el término onda electromagnética se utiliza para describir la forma en la que desplaza la radiación electromagnética a través del el espacio. La radiación electromagnética se caracteriza por tener dos campos, uno eléctrico y otro magnético, y se desplaza en forma de onda con los dos campos perpendiculares y oscilantes, oscilación responsable de que la radiación describa una onda al propagarse.

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CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS:

Las ondas poseen diversas características, entre ellas se encuentran la longitud, la

frecuencia, el nodo, el antinodo, la cresta, el valle, etc. Y cada una de estas características significa lo siguiente:

• Cresta: Es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de la onda; es decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo.

• Periodo: Es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente, el periodo de onda es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo u onda. Puede decirse que el periodo es inverso de la frecuencia.

• Amplitud: Es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda.

• Frecuencia: Es el número de veces que es repetida dicha vibración por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado, la frecuencia de onda es el número de veces por segundo en el que se realiza un ciclo u onda completa. Se mide en ciclos por segundo (Hertz).

• Valle: Es el punto más bajo de una onda.

• Longitud de onda: Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas, la longitud de onda es la distancia que hay entre dos frentes de onda que están en la misma fase. Es decir, es la distancia que hay desde que empieza hasta que termina la onda.

• Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

• Elongación: Es la distancia que hay desde el principio hasta el final de la onda, desde cualquier punto de ella.

• Ciclo: Es una oscilación, o el recorrido desde el nodo que inicia la trayectoria de la cresta hasta el nodo que termina la trayectoria del valle o viceversa.

• Velocidad de propagación: Es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su período.

Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar los siguientes fenómenos:

• Resonancia: es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración se acerca al periodo de vibración característico de dicho cuerpo, en el cual, una fuerza relativamente pequeña aplicada de forma repetida hace que la amplitud del sistema oscilante se haga muy grande.

• Tono: El tono es la sensación auditiva o atributo psicológico de los sonidos que los caracteriza como más agudos o más graves, en función de la propiedad física llamada frecuencia. Un tono puro corresponde a una onda senoidal, es decir, el tono es algo primordial en las cualidades de la música.

• Difracción: Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.

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• Interferencia: Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.

• Reflexión: Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.

• Refracción: Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.

• Onda de choque: Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

ONDAS SISMICAS:

Las ondas sísmicas son un tipo de onda elástica fuerte en la propagación de perturbaciones temporales del campo de tensiones que generan pequeños movimientos en las placas tectónicas.

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TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS:

Ondas internas y de superficie:

Hay dos tipos de ondas sísmicas: las ondas internas (o de cuerpo) y las ondas superficiales. Existen otros modos de propagación de ondas, pero son de importancia relativamente menor para las ondas producidas en la Tierra, a pesar de que son importantes en el campo de la astrosismología, especialmente en la heliosismología.

Ondas internas:

Las ondas internas viajan a través del interior. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refracción de ondas de luz. Las ondas internas transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen poco poder destructivo.

Las ondas internas son divididas en dos grupos: ondas primarias (P) y secundarias (S).

Ondas P:

Onda P plana longitudinal:

Las ondas P (primarias) son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces más que la de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material líquido o sólido.

Ondas P de segunda especie:

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Página 15 de 38 Ondas S:

Onda de corte Plana:

Las ondas S (secundarias) son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, estas aparecen en el terreno algo después que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento sísmico y las que producen la mayor parte de los daños. Solo se trasladan a través de elementos sólidos. Tiene una velocidad aproximada de 4 a 7 km/segundo.

Ondas superficiales:

Cuando las ondas internas llegan a la superficie, se generan las ondas L, que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interface de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daños producidos por los sismos en las construcciones. Estas ondas son las que poseen menor velocidad de propagación a comparación de las otras dos.

Oscilaciones libres:

Se producen únicamente mediante terremotos muy fuertes o de gran intensidad y pueden definirse como vibraciones de la Tierra en su totalidad.

Ondas de Love:

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de las ondas Love es un 90 % de la velocidad de las ondas S y es ligeramente superior a la velocidad de las ondas Rayleigh. Estas ondas solo se propagan por las superficies, es decir, por el límite entre zonas o niveles, por ejemplo la superficie del terreno o la discontinuidad de Mohorovičić.

Ondas de Rayleigh:

Las ondas Rayleigh, también denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt, Lord Rayleigh, en 1885. Son ondas más lentas que las ondas internas y su velocidad de propagación es casi un 90% de la velocidad de las ondas S.

ONDA GRAVITATORIA:

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ULTRASONIDO:

El ultrasonido son ondas mecánicas, es decir no ionizantes, cuya frecuencia está por encima de la capacidad de audición del oído humano.

Algunas especies como ciertos insectos y mamíferos (los delfines y los murciélagos) lo utilizan de forma parecida a un radar para su orientación; a este fenómeno se lo conoce como eco localización. Se sabe que las ondas emitidas por estos animales son tan altas que rebotan fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, permitiéndoles crear una imagen de lo que está a su alrededor para poder orientarse fácilmente.

RAYOS X:

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RADIACION ELECTROMAGNETICA:

La radiación electromagnética es un tipo de campo electromagnético variable, es decir, una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Desde el punto de vista clásico la radiación electromagnética son las ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz.

MICROONDAS:

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm.

Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han desarrollado versiones especializadas de transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de microondas.

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RADIACIÓN INFRARROJA:

La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética y térmica, de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. Su rango de longitudes de onda va desde unos 0,7 hasta los 1000 micrómetros. La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, −273,15 grados Celsius (cero absoluto).

LUZ VISIBLE:

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RAYOS ULTRAVIOLETA:

Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm y los 15 nm. Su nombre proviene, de que su rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta, pero dicha luz o longitud de onda, es invisible al ojo humano al estar por encima del espectro visible. Esta radiación es parte integrante de los rayos solares y produce varios efectos en la salud al ser una radiación entre no-ionizante e ionizante.

RAYOS GAMMA:

La radiación gamma o rayos gamma es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

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ELECTRICIDAD:

La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. Es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones.

RAYO LASER:

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TERMOLOGIA

La termología indica generalmente el estudio de la física inherente en la naturaleza y de los efectos del calor.

Los orígenes de la termología se remontan al siglo XVIII, cuando la naturaleza energética del calor se definió por primera vez como una sustancia calórica. El tratamiento de la propagación del calor en termología es de naturaleza clásica y no considera los efectos cuánticos como transporte debido a los fonones. La termología encuentra una aplicación importante en la medicina porque realiza métodos diagnósticos de tumores no invasivos mediante el estudio de la vascularización de los tejidos.

Los físicos del siglo XVIII pensaban que el calor era un fluido sutil, sin calor, sin sabor y sin peso que se apoderaba de los cuerpos para calentarlos y de los seres vivos para darles psique= alma y se llamó “teoría del calórico”.

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CALOR Y TEMPERATURA:

Calor:

Se denomina calor a la energía en tránsito que se reconoce solo cuando se cruza la frontera de un sistema termodinámico. Una vez dentro del sistema, o en los alrededores, si la transferencia es de dentro hacia afuera, el calor transferido se vuelve parte de la energía interna del sistema o de los alrededores, según su caso. El término calor, por tanto, se debe de entender como transferencia de calor y solo ocurre cuando hay diferencia de temperatura y en dirección de mayor a menor. De ello se deduce que no hay transferencia de calor entre dos sistemas que se encuentran a la misma temperatura.

Temperatura:

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. 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 cinética, 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 que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que este 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.

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Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones químicas.

CALORIA:

El término caloría (cal) es el nombre de varias unidades de energía basadas en la capacidad térmica específica del agua. Como existen varias unidades con el nombre caloría, expresar una magnitud como X calorías deja ambigua la unidad empleada. Más aún, todas las variantes de la caloría son unidades incoherentes con los sistemas de unidades en uso (es decir, no tienen una relación natural con ninguna otra unidad básica en uso, sino que todas las variantes de la caloría requiere de factores de conversión arbitrarios). Por lo anterior, en vez de la caloría debe emplearse el julio (símbolo: J) y los múltiplos y submúltiplos del mismo.

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CALOR ESPECÍFICO:

La capacidad calorífica específica, calor específico o capacidad térmica específica es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad, ésta se mide en varias escalas.

CALOR LATENTE:

El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.

Cuando se expresa el calor latente de una sustancia, es necesario dar también la temperatura a la que se produce, porque también hay vaporización o fusión, en menor cantidad, a otras temperaturas (por ejemplo, la evaporación del sudor en la piel se produce a temperaturas inferiores a 100 °C) y, en esos casos, el calor latente tiene valores distintos. El agua tiene un calor de vaporización alto ya que, para romper los puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas, es necesario suministrar mucha energía; también tiene un calor de fusión alto.

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de vaporización del agua es cuando se riega el suelo: el agua se evapora y absorbe energía, por lo que el ambiente se refresca.

ENERGIA INTENSA:

La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear.

MUERTE TERMICA:

La muerte térmica (también muerte entrópica) es uno de los posibles estados finales del universo, en el que no hay energía libre para crear y mantener la vida y otros procesos. En términos físicos, el universo habrá alcanzado la máxima entropía.

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transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el calor es una forma degradada de energía.

DILATACION LINEAL:

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

DILATACION VOLUMETRICA:

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La dilatación de los gases es la más evidente, y la intensidad de la dilatación es igual para todos los gases que se encuentran a una determinada presión. Un ejemplo son los procesos que afectan al mercurio de los termómetros.

COEFICIENTE DE DILATACIÓN:

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ESCALAS DE TEMPERATURA:

Fahrenheit:

El grado Fahrenheit (°F) es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius (°C).

Existen algunas versiones de la historia de cómo Fahrenheit llegó a tener esa escala de temperatura. De acuerdo con el propio Fahrenheit, en el artículo que escribió en 1724,2 determinó tres puntos de temperatura. El punto cero está determinado al poner el termómetro en una mezcla de hielo, agua y cloruro de amonio. Éste es un tipo de mezcla frigorífica, que se estabiliza a una temperatura de 0 °F. Se pone luego el termómetro de alcohol o mercurio en la mezcla y se deja que el líquido en el termómetro obtenga su punto más bajo. El segundo punto es a 32 °F con la mezcla de agua y hielo, esta vez sin sal. El tercer punto, los 96 °F, es el nivel del líquido en el termómetro cuando se lo pone en la boca o bajo el brazo (en la axila). Fahrenheit notó que al utilizar esta escala el mercurio podía hervir cerca de los 600 grados.

Celsius:

El grado Celsius (℃) es la unidad termométrica cuyo 0 se ubica 0,01 grados por debajo del punto triple del agua y su intensidad calórica equivale a la del kelvin.

El grado Celsius pertenece al Sistema Internacional de Unidades, con carácter de unidad accesoria, a diferencia del kelvin, que es la unidad básica de temperatura en dicho sistema, aunque es igual a la Celsius.

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

Kelvin:

El kelvin (K), es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor.

Rankine:

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Estas son algunas fórmulas de conversión de temperatura:

FORMAS DE CALOR:

Existen tres maneras en las que la energía térmica se propaga de unos cuerpos a otros: conducción, convección y radiación. Propagación del calor. La transferencia de calor ocurre mediante convección, radiación y conducción. Estas tres formas pueden producirse a la vez, aunque por lo regular predomina una de ellas.

Conducción:

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La cantidad de calor que se transfiere por conducción, viene dada por la ley de Fourier. Esta ley afirma que la velocidad de conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal, es proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo Ejemplo de conducción: Utensilios metálicos para cocinar, como por ejemplo una olla de acero. Esta recibe el calor en la base y luego se propaga por toda la olla. Es por ello que las asas tienen que ser de un material aislante como madera o plástico, para no sufrir quemaduras.

Radiación:

Es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, en este caso no existe contacto entre los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor. Simplemente por existir un cuerpo A (sólido o líquido) a una temperatura mayor que un cuerpo B existirá una transferencia de calor por radiación de A a B.

Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1 µm a 1000 µm, abarcando por tanto la región infrarroja del espectro electromagnético.

La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una función de densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura.

Los cuerpos negros emiten radiación térmica con el mismo espectro correspondiente a su temperatura, independientemente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da la frecuencia de radiación emitida más probable y la ley de Stefan-Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora.

Ejemplo de radiación: En sus hogares, cuando la mamá está cocinando, recibe por radiación el calor procedente de la cocina, puesto que no está situada encima de la fuente de calor, ni en contacto directo con ella, sino delante de las hornillas.

Convección:

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agua en una cacerola, el agua en contacto con la base de la cacerola asciende, mientras que el agua de la superficie, desciende y ocupa el lugar que dejó la caliente.

Ejemplo de convección: Si se coloca una espiral de cartulina, en un soporte universal y se sopla desde abajo hacia arriba se puede apreciar cómo esta comienza a girar alrededor del punto donde se apoya. También si se coloca una vela encendida o cualquier otra fuente de calor debajo de la espiral, esta gira porque el aire que se calienta, asciende y esto se demuestra porque se pone en movimiento la espiral, igual que cuando se soplaba desde abajo hacia arriba. Por tanto, se producen corrientes de aire caliente que suben y de aire frío que baja.

LEYES DEL ESTADO GASEOSO:

Ley de Boyle:

Robert Boyle investigó el comportamiento de una cantidad fija de gas sometido a diversas presiones, y encontró una relación muy sencilla entre su volumen y su presión:

El volumen (V) de una masa definida de un gas, a temperatura (T) constante, es inversamente proporcional a la presión aplicada (P) sobre él.

Ley de Charles:

La ley de Charles es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

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A presión constante, el volumen ocupado por una masa definida de una muestra de gas es directamente proporcional a la temperatura.

Ley de Gay Lussac:

A volumen constante, la presión de una masa fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura.

Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.

LEYES DE LA TERMODINAMICA:

La primera ley de la termodinámica:

La primera ley de la termodinámica piensa en grande, se refiere a la cantidad total de energía en el universo, y en particular declara que esta cantidad total no cambia. Dicho de otra manera, la Primera ley de la termodinámica dice que la energía no se puede crear ni destruir, solo puede cambiarse o transferirse de un objeto a otro.

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• Los focos transforman energía eléctrica en energía luminosa (energía radiante). • Una bola de billar golpea a otra, lo que transfiere energía cinética y hace que la

segunda bola se mueva.

• Las plantas convierten la energía solar (energía radiante) en energía química almacenada en moléculas orgánicas.

Lo importante es que ninguna de estas transferencias es completamente eficiente. En cambio, en cada situación, parte de la energía inicial se libera como energía térmica. Cuando la energía térmica se mueve de un objeto a otro, recibe el nombre más familiar de calor. Es obvio que los focos de luz incandescente generan calor además de luz, pero las bolas de billar en movimiento también lo hacen (gracias a la fricción), como lo hacen las transferencias de energía química ineficientes del metabolismo vegetal y animal.

La segunda ley de la termodinámica:

La segunda ley de la termodinámica expresa que:

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Página 35 de 38 La tercera ley de la termodinámica:

Esta ley establece que es imposible conseguir el cero absoluto de la temperatura (0 grados Kelvin), cuyo valor es igual a - 273.15°C. Alcanzar el cero absoluto de la temperatura también sería una violación a la segunda ley de la termodinámica, puesto que esta expresa que en toda máquina térmica cíclica de calor, durante el proceso, siempre tienen lugar pérdidas de energía calorífica, afectando así su eficiencia, la cual nunca podrá llegar al 100% de su efectividad.

POTENCIAL TERMODINAMICO:

En termodinámica, un potencial termodinámico es una ecuación constitutiva asociada a un sistema termodinámico que tiene dimensiones de energía. El calificativo de potencial se debe a que en cierto sentido describe la cantidad de energía potencial disponible en el sistema termodinámico sujeta a ciertas restricciones (relacionadas con las variables naturales del potencial). Además, los potenciales sirven para predecir bajo las restricciones impuestas qué cambios termodinámicos serán espontáneos y cuales necesitarán aporte energético.

ENERGIA TERMICA:

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energía cinética media presente como el resultado de los movimientos aleatorios de átomos y moléculas o agitación térmica, que desaparecen en el cero absoluto.

ENTROPIA:

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CONCLUSIÓN

Es importante conocer nuestro entorno, por eso muchos científicos se han dado a esa tarea, ya que es muy importante para el desarrollo de una sociedad autosustentable, y muchas cosas como las ondas y la termología en un futuro pueden ayudar a realizar dicha sociedad, y también cabe reconocer que gracias a muchos científicos que vivieron anteriormente, como es el caso de Boyle, Charles y Gay, es que ahora tenemos muchas comodidades en nuestra vida cotidiana, gracias a Celsius y Fahrenheit es que podemos medir las temperaturas y si no fuera por el descubrimiento de las ondas, quizás en estos días no tendríamos aparatos electrónicos como el celular o el internet, por eso es importante reconocer la importancia de todos los avances en el campo de las ondas y en el campo de la termología.

Con este proyecto aprendimos bastante ya que vimos una gran variedad de temas muy importantes e interesantes como los tipos de ondas, las escalas de temperatura y sus creadores o la diferencia entre calor y temperatura entre otros.

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BIBLIOGRAFIA:

• https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Fahrenheit

• https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsius

• https://es.wikipedia.org/wiki/Onda

•

https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics

• https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte

• https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_mec%C3%A1nica

• https://www.hiru.eus/es/fisica/propagacion-de-vibraciones-ondas-mecanicas

• http://fisicaibtcarlos.blogspot.mx/2011/01/ondas-mecanicas.html

• http://conceptodefinicion.de/termologia/

• https://es.wikipedia.org/wiki/Termolog%C3%ADa

• https://www.fisicalab.com/apartado/ondas-estacionarias

• https://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_06_07/io3/public_html/

Ondas/Ondas.html

• https://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

• https://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_gamma

• https://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

• https://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/em_visible_light.html

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