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Temperatura y calor

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La temperatura del suelo está influenciada por su capacidad calorífica y el flujo de calor que se desplaza hacia o desde la superficie del suelo. La capacidad calorífica, a su vez, varía en función de la composición del suelo y la cantidad de agua y vapor de agua que contiene.

>Modelo

ID:(2052, 0)



Temperatura y calor

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La temperatura del suelo está influenciada por su capacidad calorífica y el flujo de calor que se desplaza hacia o desde la superficie del suelo. La capacidad calorífica, a su vez, varía en función de la composición del suelo y la cantidad de agua y vapor de agua que contiene.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$c$
c
Calor específico
J/kg K
$Q_f$
Q_f
Calor final
J
$Q_i$
Q_i
Calor inicial
J
$\Delta Q$
DQ
Calor suministrado al liquido o solido
J
$C$
C
Capacidad calórica
J/K
$\Delta Q$
DQ
Diferencia de calor
J
$\Delta T$
DT
Diferencia de temperatura
K
$M$
M
Masa
kg
$T_f$
T_f
Temperatura en estado final
K
$T_i$
T_i
Temperatura en estado inicial
K
$\Delta T$
DT
Variación de la temperatura
K

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) est relacionado con la variación de la temperatura ($\Delta T$) y la capacidad calórica ($C$) de la siguiente manera:

equation=3197

Donde la capacidad calórica ($C$) se puede reemplazar por el calor específico ($c$) y la masa ($M$) utilizando la siguiente relaci n:

equation=3483

Por lo tanto, se obtiene:

equation

Usando las variables la masa i-ésima del sistema ($M_i$) y el calor específico de la i-ésima masa ($c_i$), podemos calcular el calor específico ($c$) del suelo mediante la siguiente ecuaci n:

equation=15126

Adem s, empleando las variables la masa seca de arena en la muestra ($M_a$), la masa seca de limo en la muestra ($M_i$), la masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) y la masa de agua en el suelo ($M_w$) junto con el calor específico de la arena ($c_a$), el calor específico de la limo ($c_i$), el calor específico de la arcilla ($c_c$) y el calor específico del agua ($c_w$), podemos obtener el calor espec fico (

$c$

) utilizando la siguiente f rmula:

$c=\displaystyle\frac{M_ac_a+M_ic_i+M_cc_c+M_wc_w}{M_a+M_i+M_c+M_w}$



Con las siguientes ecuaciones:

equation=4716

equation=15064

equation=15065

equation=15072

y

equation=4720

Luego, el calor específico ($c$) se simplifica a trav s de la siguiente ecuaci n:

equation

La cantidad de la capacidad calórica ($C$) en un sistema de la masa i-ésima del sistema ($M_i$) con el calor específico de la i-ésima masa ($c_i$) se puede calcular de la siguiente manera:

$C = \displaystyle\sum_i c_i M_i$



donde la suma de las masas se obtiene como:

$M = \displaystyle\sum_i M_i$



As , utilizando la ecuaci n

equation=3483,

podemos calcular la capacidad calórica ($C$) de la siguiente manera:

equation


Ejemplos


mechanisms

El calor no es m s que energ a a nivel microsc pico.

image

En el caso de un gas, se relaciona principalmente con la energ a cin tica de sus mol culas.

En l quidos y s lidos, debemos tener en cuenta la atracci n entre los tomos, por lo que la energ a potencial tambi n desempe a un papel importante. En este caso, el calor corresponde a la energ a que poseen las part culas y con la cual oscilan alrededor del punto de equilibrio definido por las dem s part culas en su entorno.

La temperatura es el par metro que utilizamos para medir la energ a t rmica contenida en un cuerpo. Dado que la energ a t rmica nunca puede ser negativa, es esencial trabajar con la escala de grados Kelvin, donde su punto de partida equivale a la ausencia completa de esta energ a.

El calor est estrechamente relacionado con elementos como el fuego, que eleva la temperatura del agua. El proceso de calentamiento genera movimiento, lo cual demuestra que el calor est asociado con la energ a mec nica. Incluso el mango de una olla se calienta, y nuestro cuerpo es capaz de percibir esa temperatura. Adem s, el fuego emite radiaci n, la cual calienta los objetos que son irradiados.

image

Podemos inferir, por lo tanto, que al transferir calor a un objeto, podemos aumentar su temperatura, y que la generaci n de movimiento est asociada con la energ a.


model

Si un cuerpo inicialmente posee una cantidad de calor el calor inicial ($Q_i$) y luego tiene una cantidad de calor el calor final ($Q_f$) ($Q_f > Q_i$), significa que se ha transferido calor al cuerpo el diferencia de calor ($\Delta Q$). En caso de que ($Q_f < Q_i$), el cuerpo ha cedido calor.

kyon

Si un sistema est inicialmente a una temperatura en estado inicial ($T_i$) y luego se encuentra a la temperatura en estado final ($T_f$), la variación de la temperatura ($\Delta T$) ser de:

kyon

La diferencia de temperaturas es independiente de si se expresan en grados Celsius o Kelvin.

Cuando se a aden la calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) a un cuerpo, se observa un aumento de la variación de la temperatura ($\Delta T$) de manera proporcional. Por lo tanto, podemos introducir una constante de proporcionalidad la capacidad calórica ($C$), llamada capacidad t rmica, que establece la siguiente relaci n:

kyon

La capacidad cal rica est relacionada con las oscilaciones a nivel microsc pico, por lo que depende menos de la masa y m s del n mero de tomos. Por esta raz n, tiene sentido introducir el concepto de el calor específico ($c$), que se calcula como la capacidad calórica ($C$) por unidad de la masa ($M$), de la siguiente manera:

kyon

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) se puede calcular con el calor específico ($c$), la masa ($M$) y la variación de la temperatura ($\Delta T$) mediante:

kyon

La cantidad de la capacidad calórica ($C$) en un sistema de la masa i-ésima del sistema ($M_i$) con el calor específico de la i-ésima masa ($c_i$) se puede calcular de la siguiente manera:

$C = \displaystyle\sum_i c_i M_i$



As , obtenemos la suma total para el calor específico ($c$) calculado como:

kyon

El calor espec fico del suelo depende de las variables la masa seca de arena en la muestra ($M_a$), la masa seca de limo en la muestra ($M_i$) y la masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$), adem s de la masa de agua en el suelo ($M_w$). En conjunto con el calor específico de la arena ($c_a$), el calor específico de la limo ($c_i$), el calor específico de la arcilla ($c_c$) y el calor específico del agua ($c_w$), estas variables permiten calcular el calor espec fico del suelo. En particular, podemos trabajar con las proporciones la fracción de masa de arena en la muestra ($g_a$), la fracción de masa de limo en la muestra ($g_i$), la fracción de masa de arcilla en la muestra ($g_c$) y la relación gravimétrica agua solido ($\theta_w$) y demostrar que:

kyon

El calor espec fico depende principalmente del contenido de agua, pero tambi n de la textura y, por lo tanto, de la proporci n de arena, limo y arcilla en el suelo. En cualquier caso, los calores espec ficos de los diferentes componentes son:

Componente $c$ [J/kg K]
Arena 830
Limo 1350
Arcilla 1350
Agua 4184


>Modelo

ID:(2052, 0)



Mecanismos

Definición


ID:(15210, 0)



Calor microscópico

Imagen

El calor no es más que energía a nivel microscópico.

En el caso de un gas, se relaciona principalmente con la energía cinética de sus moléculas.

En líquidos y sólidos, debemos tener en cuenta la atracción entre los átomos, por lo que la energía potencial también desempeña un papel importante. En este caso, el calor corresponde a la energía que poseen las partículas y con la cual oscilan alrededor del punto de equilibrio definido por las demás partículas en su entorno.

ID:(118, 0)



Temperatura

Nota

La temperatura es el parámetro que utilizamos para medir la energía térmica contenida en un cuerpo. Dado que la energía térmica nunca puede ser negativa, es esencial trabajar con la escala de grados Kelvin, donde su punto de partida equivale a la ausencia completa de esta energía.

ID:(1009, 0)



Calor

Cita

El calor está estrechamente relacionado con elementos como el fuego, que eleva la temperatura del agua. El proceso de calentamiento genera movimiento, lo cual demuestra que el calor está asociado con la energía mecánica. Incluso el mango de una olla se calienta, y nuestro cuerpo es capaz de percibir esa temperatura. Además, el fuego emite radiación, la cual calienta los objetos que son irradiados.

Podemos inferir, por lo tanto, que al transferir calor a un objeto, podemos aumentar su temperatura, y que la generación de movimiento está asociada con la energía.

ID:(585, 0)



Modelo

Ejercicio


ID:(15228, 0)