clase-10

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jueves 19 octubre 2023, presencial

repaso unidades 5,6

gases ideales

ecuación de los gases ideales:

$$P \cdot V = R \cdot T \cdot n$$

R es la constante de los gases universales.

$$R = 9.31 \frac{J}{mol K}$$

unidades de medida en gases ideales

expresamos la temperatura T en Kelvin, abreviado K. una diferencia de 1 grado Celsius es igual a 1 grado Kelvin.

conversión entre Celsius y Kelvin:

$$K = C + 273$$

conversión entre Celsius y Fahrenheit:

$$C = \frac{5}{9} \cdot (F - 32)$$

la presión la medimos en Pascales (Pa), que equivale a

$$ Pa = \frac{N}{m^2}$$

un valor típico de presión, es la presión atmosférica al nivel del mar:

$$presión_{atmosférica} \approx 100 kPa$$

condiciones estándar en gases ideales

diremos que las condiciones estándar para un gas ideal son:

• presión = 1 atmósfera = 100 kPa
• temperatura = 0 Celsius = 273 Kelvin

transferencia de calor

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

las unidades son:

• Q: calor (J)
• m: masa (kg)
• c: capacidad calórica específica (J/(kg K))
• T: temperatura (K)

si un sistema está aislado del resto, con N masas a diferentes temperaturas, se cumple que la suma de transferencias de calor es 0:

$$Q_{1} + Q_{2} + Q_{3} + ... = 0$$

expansión térmica

alpha es el coeficiente promedio de expansión lineal, que se mide en 1 / Celsius, y nos permite expresar la expansión en una dimensión con la ecuación:

$$\Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta T$$

el coeficiente de expansión de área lo denotamos por la letra griega beta y equivale a 2 veces alpha, entonces:

$$\Delta A = 2 \cdot \alpha \cdot A_0 \cdot \Delta T = \beta \cdot A_0 \cdot \Delta T$$

de forma similar con el volumen, usamos la letra griega gamma y equivale a 3 alpha:

$$\Delta V = 3 \cdot \alpha \cdot V_0 \cdot \Delta T = \gamma \cdot V_0 \cdot \Delta T$$

bibliografía

• https://www.cliffsnotes.com/study-guides/physics/thermodynamics/development-of-the-ideal-gas-law
• https://www.youtube.com/watch?v=En3bRCuLQZM