COMPOSICIÓN DEL PETRÓLEO

21. Realiza la actividad anterior con los datos que te ofrecemos del petróleo

COMPOSICIÓN DEL PETRÓLEO

1. Define energía térmica, temperatura y calor.

La energía térmica de un cuerpo es la suma de las energías cinéticas de todos los átomos que lo forman.

La temperatura es una medida de la energía cinética de cada átomo.

El calor es la energía térmica que se propaga de un cuerpo a otro. De esta forma, cuando un cuerpo transmite calor, pierde energía térmica.

2. ¿Qué relación existe entre la energía térmica y la temperatura?

La energía térmica de un cuerpo es la suma de las energías cinéticas de todos los átomos que lo forman. La temperatura es una medida de la energía cinética de cada átomo.

3. ¿Qué relación existe entre la energía térmica y el calor?

El calor es la energía térmica que se propaga de un cuerpo a otro. De esta forma, cuando un cuerpo transmite calor, pierde energía térmica.

4. Elige la opción correcta en cada caso:

1)Cuando sube la temperatura de un objeto…

a) sus átomos se mueven más deprisa. b) sus átomos se mueven más despacio. c) el movimiento de sus átomos no cambia.

2)Siaumenta la energía interna de un cuerpo…

a) su temperatura aumenta. b) su temperatura disminuye. c) su temperatura no cambia.

3)Siun cuerpo transmite calor…

a) su temperatura aumenta. b) su temperatura disminuye. c) su temperatura no cambia.

1) a) sus átomos de mueven más deprisa. 2) a) su temperatura aumenta.

3) b) su temperatura disminuye.

5. Completa la siguiente frase situando en el lugar adecuado las palabras calor, temperaturay energía térmica.

Cuando un cuerpo frío entra en contacto con otro caliente, se produce una transmisión de

…………...….. El cuerpo caliente pierde parte de su …………...…..y disminuye su …………...

Cuando un cuerpo frío entra en contacto con otro caliente, se produce una transmisión de calor. El cuerpo caliente pierde parte de su energía térmica y disminuye su temperatura.

6. Consultando distintas fuentes de información o utilizando un termómetro cuando te sea posible, averigua qué temperatura suelen tener los siguientes cuerpos:

a) El cuerpo humano.

b) El interior de un frigorífico. c) El interior de un congelador. d) La superficie del Sol.

e) El núcleo de la Tierra. f) El agua en ebullición. g) Unos cubitos de hielo. a) 37 ºC b) Entre 0 ºC y 5 ºC c) Entre -21 ºC y -18 ºC d) 6.000 ºC en la fotosfera y 15.000.000.000 ºC en el núcleo. e) 5000/6000 ºC f) 100 ºC g) 0 ºC

7. Explica las diferencias qué existen entre: a) Energía térmica y calor.

b) Agitación térmica y temperatura.

Se denomina calor al «flujo de energía térmica de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura» o sea que se habla de calor cuando interactúan dos cuerpos a diferente temperatura, por contacto directo o a distancia. Los cuerpos no tienen calor, poseen energía térmica.

La energía térmica es algo interno que depende de la temperatura del cuerpo, independiente de si la temperatura es alta o no o de si interactúa con otro cuerpo o no lo hace. Se calcula multiplicando el calor especifico (propiedad intrínseca de cada sustancia) por la temperatura por la masa del cuerpo en cuestión.

Esto es Et = m · C · t; C: cal/Kg °C, t = °C , m = Kg (las unidades pueden variar dependiendo del sistema de medida).

Nota: el que un cuerpo posea mas energía térmica que otro no significa que pueda transferir calor a otro. La dirección de la transferencia depende exclusivamente de la diferencia de temperatura, de mayor a menor temperatura.

b) La magnitud física que se emplea para medir en términos físicos las sensaciones de caliente y frío se denomina temperatura. En un sentido teórico estricto se han propuesto diversas interpretaciones para la temperatura.

Desde un punto de vista microscópico, la temperatura se considera una representación de la energía cinética interna media de las moléculas que integran el cuerpo considerado. Esta energía cinética se manifiesta en forma de agitación térmica, que resulta de la colisión entre las moléculas del cuerpo y puede llegar a ser muy energética.

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1. Explica las escalas termométricas que conozcas.

El instrumento que empleamos para medir la temperatura (T) de los cuerpos es el termómetro. La escala utilizada en la mayoría de los países es la denominada escala centígrada o Celsius. En ella, se toma como 0 la temperatura en la que el hielo comienza a derretirse (temperatura de fusión) y como 100 la temperatura a la que se encuentra el agua cuando empieza a evaporarse (temperatura de ebullición).

Para referirnos a los grados centígrados o grados Celsius, utilizamos el símbolo ºC.

Una escala anterior a esta, pero menos utilizada, es la escala Fahrenheit, que se emplea en la mayoría de los países anglosajones. Los grados Fahrenheit se simbolizan ºF. Para transformar grados Fahrenheit en grados centígrados, y viceversa, se utilizan las siguientes fórmulas:

T (°F) = T (°C) · 1,8 + 32 T (°C) = (T (°F) 32)/1,8

Finalmente, en los laboratorios de todo el mundo se emplea una escala conocida como escala Kelvin o absoluta.

Esta escala se basa en el concepto de temperatura como medida de la velocidad de los átomos de un cuerpo. Como tal, tiene un valor mínimo, que es corresponde al estado en el que los átomos no se mueven. Esto, que sucede a 273 ºC bajo cero, se toma como 0 en la escala Kelvin. Se denomina el cero absoluto.

Los grados Kelvin se simbolizan simplemente como K. La relación entre esta escala y la centígrada viene dada por las siguientes fórmulas:

2. Explica la escala Kelvin y su relación con la centígrada.

En los laboratorios de todo el mundo se emplea una escala conocida como escala Kelvin o absoluta.

Esta escala se basa en el concepto de temperatura como medida de la velocidad de los átomos de un cuerpo. Como tal, tiene un valor mínimo, que es corresponde al estado en el que los átomos no se mueven. Esto, que sucede a 273 ºC bajo cero, se toma como 0 en la escala Kelvin. Se denomina el cero absoluto.

Los grados Kelvin se simbolizan simplemente como K. La relación entre esta escala y la centígrada viene dada por las siguientes fórmulas:

T (ºC) = T (K) - 273 T (K) = T (ºC) + 273

3. ¿Cómo funciona el termómetro de mercurio?

El instrumento que empleamos para medir la temperatura (T) de los cuerpos es el termómetro. Actualmente existen muchos tipos de termómetros, aunque por su eficiencia y fácil construcción sigue empleándose con frecuencia el clásico termómetro de mercurio. Su funcionamiento es muy sencillo.

Uno de los efectos que tiene el calor cuando es transferido a un cuerpo es el aumento de su volumen. Algunas sustancias como el mercurio son muy sensibles a este fenómeno y sufren cambios de volumen apreciables aunque no reciban mucho calor. Si introducimos una pequeña cantidad de mercurio en un tubo estrecho de vidrio, cuando este cambie de temperatura observaremos cómo el mercurio se expande o se contrae dentro del tubo. Esto provoca que suba o baje el nivel del mercurio. Para convertir este tubo de vidrio en un termómetro basta con graduarlo escogiendo una escala adecuada.

4. Indica a qué escalas corresponden los termómetros del dibujo. Justifica tu respuesta.

El primer termómetro mide en grados Celsius y el segundo en grados Fahrenheit, dado que la equivalencia en las tres medidas cuadra con lo esperado.

5. Realiza las siguientes transformaciones: a) 10 ºC a grados Kelvin. b) 32 ºF a grados centígrados. c) 500 K a grados centígrados. d) 52 ºC a grados Fahrenheit. e) 90 ºF a grados centígrados. f) 36 ºC a grados Kelvin. a) 283 ºC b) 0º C c) 227 ºC d) 125,6 ºC e) 49,4 ºC f) 309 ºC

6. Realiza las siguientes transformaciones: a) 20 ºC a grados Kelvin. b) 15 ºF a grados centígrados. c) 425 K a grados centígrados. d) 45 ºC a grados Fahrenheit. e) 80 ºF a grados centígrados. f) 37 ºC a grados Kelvin. a) 293 K d) 113 ºF b) -9,44 ºC e) 26,67 ºC c) 152 ºC f) 310 K

7. ¿Por qué existe una temperatura mínima por debajo de la cual no puede haber otras temperaturas inferiores?

La temperatura mide la velocidad de los átomos de un cuerpo, por lo tanto existe siempre un valor mínimo para ella: cuando los átomos no se mueven.

8. ¿Por qué en la escala centígrada existen temperaturas negativas y, en cambio, en la escala Kelvin no existen?

En la escala Kelvin se toma como 0, cero absoluto cuando los átomos ya no se mueven y en la escala centígrada 273 ºC bajo cero, por lo que es negativa.

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2. Explica la siguiente gráfica:

En la gráfica aparece representada la temperatura del cuerpo en función de la energía que recibe, y puede observarse que en algunos tramos es proporcional el aumento de temperatura al aumento de energía, mientras que en otros tramos, al suministrar energía no se logra aumentar la temperatura, en este caso se está produciendo un cambio de estado.

(A) Tenemos un bloque de hielo que se encuentra a –30 °C.Sicomenzamos a calentarelbloque,

su temperatura comenzará a crecer hasta que alcance su temperatura de fusión, que es la temperatura a la que pasa de estado sólido a líquido. Esta temperatura es distinta para cada sustancia. En el caso del hielo es de 0 °C.

(B) En ese momento, el hielo comienza a fundirse, pasando de estado sólido a líquido. Durante todo el tiempo que dura el proceso de fusión, la temperatura del hielo permanece en 0 °C.

(C) Si seguimos aportando calor una vez que todo el hielo se ha convertido en agua líquida, la temperatura de esta seguirá subiendo hasta que alcance la denominada temperatura de ebullición, que es la temperatura a la que se produce el cambio de estado líquido a gaseoso. En el caso del agua, esto sucede a los 100 °C.

(D) Como en el proceso de fusión, la temperatura del agua no cambia durante el tiempo en el que se produce el cambio de estado.

(E) Una vez finalizado este proceso, cuando toda el agua se ha convertido en vapor, si seguimos suministrando calor, la temperatura irá en ascenso.

3. Completa el siguiente cuadro:

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1. ¿Qué es el equilibrio térmico?

Decimos que se ha alcanzado el equilibrio térmico cuando dos cuerpos que han entrado en contacto igualan su temperatura

2. Interpreta y explica los modos de transmisión del calor que se representan en el dibujo siguiente:

El calor del fuego se transmite por el atizador mediante conducción, pero llega a todos los objetos de la habitación gracias a la radiación.

Además, el aire más cercano al fuego, al aumentar de temperatura, se mueve hacia arriba, mientras el aire cercano al techo baja, provocando una corriente de convección.

La convección es también la responsable de que el aire caliente cargado de humo suba por la chimenea y no se quede en la habitación.

3. ¿Qué es la conductividad térmica?

La magnitud que utilizamos para medir la facilidad con la que un cuerpo transmite el calor es la conductividad térmica.

4. Diferencia entre conducción, convección y radiación.

La conducción térmica se produce cuando dos cuerpos que están a distinta temperatura entran en contacto. La energía térmica del cuerpo de mayor temperatura se transmite, de partícula a partícula, a los átomos del cuerpo inicialmente más frío.

La transmisión de calor continúa hasta que los cuerpos igualen sus temperaturas o hasta que deje de haber contacto entre ellos.

La convección se produce únicamente en los fluidos. Consiste en la transmisión de calor mediante el desplazamiento de masa de los puntos fríos a los calientes, y viceversa.

La radiación es la forma de transmisión de energía térmica que no precisa de ningún medio material para producirse; esto quiere decir que puede producirse entre dos cuerpos que no están en contacto y sin que haya movimiento de materia entre ambos.

5. Indica si la propagación de calor en cada caso se produce por conducción, convección o radiación:

a) Mónica, tumbada en la playa, disfruta del calor del Sol.

b) Cuando Joaquín tocó por descuido la plancha encendida, pegó un grito. c) En las viejas locomotoras, la chimenea expulsaba una gran columna de humo. a) Radiación.

b) Conducción. c) Convección.

6. Indica razonadamente si son verdaderas o falsas las siguientes respuestas:

•La convección se puede produciren cualquiertipo de materia.

•La conducción térmica se da cuando dos cuerpos se encuentran a una distancia inferiora

15 centímetros y cuando están a la misma temperatura.

• Con la conducción térmica conseguimos el equilibrio térmico de los materiales en

contacto.

•Las corrientes de convección solo se dan en la red eléctrica.

•Para que exista radiación tiene que habercontacto entre los cuerpos.

•Falsa,únicamente se produce en los fluidos.

•Falsa,tienen que estara distinta temperatura y entraren contacto.

•Verdadera.

• Falsa, la convección es el mecanismo que se produce en los fluidos cuando el calor es

transportado desde zonas de mayor temperatura a otras con temperatura menor, debido a los cambios en la densidad de los materiales. La transferencia de energía comienza cuando una porción de materia se calienta y, al dilatarse, asciende desde los puntos más calientes a los más fríos. El proceso contrario tiene lugar cuando al enfriarse un material aumenta su densidad y desciende por efecto de la gravedad. Los procesos convectivos son también muy comunes en otras capas fluidas de la Tierra, como la atmósfera y la hidrosfera y, en determinadas condiciones físicas, también pueden darse en los sólidos.

•Falsa,no es necesario que los cuerpos estén en contacto.

7. Relaciona los conceptos de las dos columnas:

1. Conducción. a. No tienen que estar en contacto. 2. Conductividad térmica. b. Se produce en fluidos solamente. 3. Convección. c. Facilidad para transmitir calor. 4. Radiación. d. Diferente temperatura.

1d, 2c, 3b, 4a.

ACTIVIDADES FINALES-PÁG. 190

1. Un rectángulo, cuya base es doble que su altura, tiene un perímetro de 36 cm. ¿Cuánto mide cada lado?

2(x + 2x) = 36 Altura 6 cm y base 12 cm

2. Un número más 16 unidades es igual a su triple. ¿Cuál es ese número?

x + 16 = 3x x = 8

3. La suma de dos números pares consecutivos es 18. ¿Cuáles son estos números?