Energía Interna y Temperatura

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.

La energía interna de un cuerpo depende de:

• La cantidad de materia (+ partículas, más energía interna)
• El tipo de sustancia
• La temperatura (+ velocidad y + energía cinética, mayor temperatura)

La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo. El cero absoluto es cuando las partículas no se mueven (-273,15ºC). Su energía cinética es 0.

Calor y Equilibrio Térmico

El calor, o energía térmica, 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. Se mide en Julios (J).

Una caloría es la cantidad de calor que hay que comunicar a 1g de agua para que su temperatura aumente 1ºC. 1cal = 4,18J

Dos cuerpos que se encuentran en contacto y tienen la misma temperatura están en equilibrio térmico.

Calor Específico

Se denomina calor específico (c_e) de una sustancia a la cantidad de calor que hay que comunicar a 1kg de la misma para que su temperatura aumente 1 K. 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: (Aquí falta la fórmula)

El equivalente en agua de un calorímetro es la cantidad de agua que absorbe la misma cantidad de calor que el calorímetro.

Cambios de Estado

Se denomina punto de ebullición o de vaporización a la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gas en toda la masa del líquido. El punto de ebullición coincide con el punto de condensación. Para el agua es 100ºC, a la presión de una atmósfera.

Se denomina punto de fusión a la temperatura a la cual se produce el cambio de estado de sólido a líquido. El punto de fusión coincide con el punto de solidificación. Para el agua su valor es de 0ºC a la presión de 1atm.

Se llama calor latente de un cambio de estado (L) a la 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. Se mide en J/kg en el SI.

Dilatación de los Sólidos

Dilatación de los sólidos:

es el coeficiente de dilatación lineal (Aquí falta la fórmula)

es el coeficiente de dilatación superficial. (Aquí falta la fórmula)

es el coeficiente de dilatación cúbico. (Aquí falta la fórmula)

Equivalente Mecánico del Calor

Se llama equivalente mecánico del calor a la relación entre el trabajo realizado y el calor que puede producir: 1cal = 4,18J; o bien 1J = 0,24cal

Movimiento Ondulatorio

Se llama movimiento ondulatorio a la 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 del medio sin que exista transporte de materia.

Tipos de Ondas

Tipos de ondas:

• Según las dimensiones de propagación:
  • Unidimensionales. La onda se propaga en una dirección.
  • Bidimensionales. La onda se propaga en una superficie plana.
• Según el tipo de medio en que se propagan:
  • Ondas mecánicas: necesitan un medio material para propagarse, como el sonido.
  • Ondas electromagnéticas: se propagan también en el vacío, como la luz.
• Según la dirección en que vibran las partículas del medio con relación a la dirección de propagación de la onda:
  • Ondas longitudinales: las partículas del medio vibran en la misma dirección en la que avanza la perturbación.
  • Ondas transversales: las partículas del medio vibran en dirección perpendicular a la de avance de la perturbación.

Foco: lugar en el que se origina la perturbación.

Cresta: punto más alto de la onda.

Valle: punto más bajo de la onda.

• Amplitud (Aquí falta el símbolo). Es el valor máximo que se desplaza una partícula del medio de su posición de equilibrio mientras vibra. Corresponde a la distancia entre el punto de equilibrio y la cresta o valle. Se mide en metros en el SI.
• Longitud de onda (Aquí falta el símbolo). Es la distancia mínima entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración. Se mide en metros en el SI.
• Periodo (Aquí falta el símbolo). Es el tiempo que tarda un punto del medio en completar una vibración. Es el mismo tiempo que tarda la onda en avanzar una longitud de onda. Se mide en segundos en el SI.
• Frecuencia (Aquí falta el símbolo). Es el número de vibraciones que se producen en un segundo. Es la inversa del periodo. Se mide en hercios (Hz) o s^-1 en el SI.
• Velocidad de propagación (Aquí falta el símbolo). Es la distancia que avanza la onda por unidad de tiempo. Se calcula dividiendo la longitud de onda entre el periodo. Se mide en m/s.

Intensidad y Energía de una Onda

Intensidad y energía de una onda.

• Cuanto mayor sea la altura desde la que cae una piedra sobre la superficie de un estanque, mayor es la amplitud de la onda que se forma. Se dice que la onda es más intensa porque tiene mayor amplitud.
• La onda tiene más energía cuanto mayor sea su frecuencia.

La intensidad de una onda tiene que ver con su efecto cuantitativo y la energía con el cualitativo.

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 una onda longitudinal, ya que las partículas del medio vibran en la misma dirección en la que se propaga la onda. Y es una onda tridimensional, ya que la perturbación sonora se propaga en las tres dimensiones del espacio.

Para que exista un sonido se necesita un foco sonoro, un medio material elástico y un receptor capaz de captar la onda sonora e interpretarla.

El tono es la característica que permite distinguir los sonidos agudos de los graves.

La intensidad es la característica del sonido que se regula con el control de volumen y que permite identificarlo como sonido fuerte o débil.

El timbre es la 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.

Reflexión del Sonido

La reflexión del sonido:

• El eco se produce cuando nuestro oído es capaz de distinguir el sonido incidente y el reflejado después de chocar contra un obstáculo. Los dos sonidos deben llegar a nuestro oído separados 0,1s o más.
• Si el obstáculo está a una distancia menor de 17m, el sonido reflejado se superpone al incidente y lo que sentimos es como si el sonido se alargase: es una reverberación.

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.

Índice de Refracción

Se llama índice de refracción de un medio (n) a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en ese medio. No tiene unidades, y su valor siempre es mayor que 1.

• c: velocidad de la luz en el vacío
• v: velocidad de la luz en el medio.
• n: índice de refracción.

Leyes de la Reflexión y Refracción

Leyes de la reflexión:

• El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión î = ^r

Leyes de la refracción:

• El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados por la expresión: n₁·sen î = n₂·sen ^r. Ley de Snell.