Energía Interna y Calor
La energía cinética es mayor en los gases y la energía potencial es mayor en los sólidos.
Se denomina energía interna de un cuerpo a la suma de TODAS las energías cinética y potencial de cada una de las partículas que lo forman. Depende de:
- La cantidad de materia
- El tipo de sustancia
- La temperatura (medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo)
El calor es la energía que se intercambia cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están a distinta temperatura o cuando se produce un cambio de estado. Es energía en tránsito.
Dos cuerpos que se encuentran en contacto y tienen la misma temperatura están en equilibrio térmico.
Calor Específico
Se denomina calor específico de una sustancia a la cantidad de calor que hay que comunicar a 1g de la misma para que su temperatura aumente 1K. En el SI se mide en J/(kg·K)
La relación entre la cantidad de calor que se comunica a un cuerpo y la temperatura que alcanza es: Q=m·Ce·Δt
Calorímetro y Equivalente en Agua
El equivalente en agua de un calorímetro es la cantidad de agua que absorbe la misma cantidad de calor que el calorímetro. Q1 + Q2 = 0
Cambios de Estado
Punto de Ebullición
Punto de ebullición: temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gas en toda la masa del líquido. La ebullición coincide con la condensación. Agua = 100ºC
Punto de Fusión
Punto de fusión: temperatura a la que se produce el cambio de sólido a líquido. La fusión coincide con la solidificación. Agua = 0ºC Q = m·L
Calor Latente
Calor latente (L): cantidad de calor que hay que comunicar a la unidad de masa de una sustancia para que experimente el cambio de estado a la temperatura de ese cambio de estado.
Transmisión de Calor
Conducción
La conducción es el modo en que se transmite la energía térmica en los sólidos. La energía se propaga sin que haya transporte de materia gracias a los choques que se producen entre las partículas calientes y sus vecinas.
Convección
La convección es el modo en que se transmite la energía térmica en los fluidos. Se propaga porque se produce un transporte de materia.
Radiación
La radiación es el modo en que se transmite la energía térmica entre dos cuerpos sin que exista ningún tipo de contacto material entre ellos. Se propaga por medio de ondas electromagnéticas y es la única forma en que se transmite energía térmica en el vacío.
Movimiento Ondulatorio
Movimiento ondulatorio: propagación de un movimiento vibratorio a través de un medio. La perturbación que se origina se llama onda y mediante ella se transmite energía de un punto a otro sin que exista transporte de materia.
Tipos de Ondas
- Según dimensiones de propagación:
- Unidimensionales (1 dirección)
- Bidimensionales (superficie plana)
- Tridimensionales
- Según el tipo de medio:
- Ondas mecánicas (necesitan un medio para propagarse)
- Electromagnéticas (se propagan en el vacío)
- Según la dirección en que vibran las partículas:
- Longitudinales (vibran en la misma dirección en la que avanza la perturbación)
- Transversales (vibran perpendicularmente a la perturbación)
Características de las Ondas
- Foco: lugar en el que se origina la perturbación.
- Cresta: punto más alto de la onda.
- Valle: punto más bajo de la onda.
- Amplitud (A): valor máximo que se desplaza una partícula del medio de su posición de equilibrio mientras vibra. Distancia entre punto de equilibrio y cresta o valle. SI -> metros.
- Longitud de onda: distancia mínima entre dos puntos que se encuentran en el mismo estado de vibración. SI -> m
- Periodo: tiempo que tarda un punto del medio en completar una vibración. SI -> s
- Frecuencia: número de vibraciones que se producen en 1 s. Inversa del periodo. SI -> Hz f = 1/T
- Velocidad de propagación: distancia que avanza la onda por unidad de tiempo. SI -> m/s. v = longitud de onda / T = longitud de onda · frecuencia.
La onda es más intensa porque tiene mayor amplitud y tiene más energía cuanto mayor sea su frecuencia.
El Sonido
El sonido es una forma de energía provocada por la vibración de un cuerpo que se propaga mediante ondas mecánicas.
La onda sonora es longitudinal y tridimensional. Para que exista un sonido se necesita:
- Foco sonoro (cuerpo que vibra)
- Medio material elástico
- Receptor capaz de captar la onda sonora e interpretarla
El sonido se propaga cuando las partículas del medio vibran y transmiten su vibración a las vecinas. La velocidad depende del medio y de la temperatura a la que se encuentre.
Características del Sonido
- Tono: característica que permite distinguir los sonidos agudos de los graves (agudos f + altas, graves f + bajas). El oído humano solo percibe sonidos entre 20 y 20000Hz. (inferiores a 20Hz infrasonidos, superiores a 20000Hz ultrasonidos).
- Intensidad: característica del sonido que se regula con el control de volumen que permite identificarlo como sonido fuerte o débil (sonidos + fuertes amplitudes altas, sonidos + débiles amplitudes bajas). El nivel mínimo se llama umbral de audición y el máximo umbral de dolor.
- Timbre: característica del sonido que está relacionada con la forma de las ondas sonoras. Nos permite distinguir sonidos de la misma frecuencia y la misma amplitud producidos por distintos instrumentos; también nos permite distinguir las voces de personas diferentes.
Eco y Reverberación
El eco se produce cuando nuestro oído es capaz de distinguir el sonido incidente y el reflejado después de chocar contra un obstáculo.
Si el obstáculo está a una distancia menor de 17m, el sonido reflejado se superpone al incidente. Reverberación.
Aplicaciones de las Ondas Sonoras
- Sonar: instrumento que se utiliza en la navegación marítima para medir la profundidad del fondo marino o localizar bancos de peces.
- Algunas cámaras incorporan telémetros para medir distancias basándose en el principio del sonar.
- La ecografía envía ultrasonidos sobre distintas partes de un cuerpo y permite obtener una imagen de él a partir del eco que se produce.
- En medicina para tratar distintas dolencias.
- En fotografía los ultrasonidos se emplean para limpiar el sensor de las cámaras réflex digitales.
Contaminación Sonora
Los sonidos no deseados se denominan ruidos. Dos tipos de medidas para combatirla:
- Activas: actúan contra los focos emisores del ruido.
- Pasivas: amortiguan la propagación del sonido y su impacto.
La Luz
La luz es una forma de energía emitida por los cuerpos y que nos permite percibirlos por medio del sentido de la vista. Es una onda transversal y se propaga en el vacío. La velocidad depende del medio. En el vacío 3 · 108 m/s.
Ley de Snell: describe la relación entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción, cuando la luz pasa de un medio a otro.
Dispersión de la Luz
La dispersión de la luz consiste en la separación de cada una de las radiaciones que la forman por efecto de la refracción.
Espectro
El espectro es el análisis de las distintas radiaciones sencillas que compone la radiación que nos llega de un cuerpo. Su representación muestra la energía y la intensidad de esas radiaciones.
Espectro Electromagnético
El conjunto de todas las radiaciones electromagnéticas que existen forman el espectro electromagnético.