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COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE CHIHUHAHUA BLOQUE II FÍSICA II Ing. Aldo Viezcas Alcántar Marzo 2015 IDENTIFICA LAS DIFERENCIAS ENTRE CALOR Y TEMPERATURA AL TÉRMINO DE ESTA UNIDAD SERÁS CAPAZ DE: Establecer la diferencia entre calor y temperatura, así como sus escalas de medición. Conocer las fórmulas de las diferentes formas de dilatación. Aplicar las unidades de calor Resolución de problemas prácticos donde interviene el calor específico de un material Conocer las diferentes formas de transmisión de calor. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 1 2.1. DIFERENCIA ENTRE TEMPERATURA CALOR Y uando se habla de la temperatura de un objeto, con frecuencia se asocia este concepto con lo caliente o frío que se siente al tocarlo. De tal forma que nuestros sentidos nos permiten una estimación cualitativa de la temperatura de un cuerpo. Por ejemplo, si se sacan del congelador dos objetos, uno de metal y otro de plástico, el primero se sentirá más frío, aún cuando estén a la misma temperatura: dado que el metal es mejor conductor del calor que el plástico. C El término calor es utilizado comúnmente en expresiones como ¡hace mucho calor! ¡está muy caliente! ¡está frío! Este concepto lo podemos definir como: CALOR Es la energía que se transfiere entre dos cuerpos debido a una diferencia de temperatura. La energía a que nos referimos es la energía calorífica. En forma experimental se ha comprobado que el flujo de energía calorífica cesa cuando se igualan las temperaturas de los dos cuerpos. Es decir se logra el equilibrio térmico. Al factor que determina el equilibrio térmico entre dos cuerpos, se le llama: TEMPERATURA Es la propiedad que determina si un sistema se encuentra o no en equilibrio térmico con otros sistemas. La temperatura de un cuerpo es la medida de su estado relativo de calor o frío. El calor se transmite en el vacío, la temperatura sólo se manifiesta en la materia. El calor no permanece en reposo, pasa constantemente de los cuerpos de mayor a los de menor temperatura. El Frio se define como la ausencia del calor Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 2 2.1.1 TERMOMETRÍA T Ú estás familiarizado con las medidas de temperatura. Por ejemplo, si tienes fiebre, colocas un termómetro en tu boca y esperas dos o tres minutos. El termómetro te proporciona una medida de la temperatura de tu cuerpo. ¿Qué está sucediendo? Tu cuerpo está caliente comparado con el termómetro, lo que significa que las partículas de tu cuerpo tienen una energía térmica mayor. Cuando el vidrio frío del termómetro toca tu cuerpo más caliente, las partículas de tu cuerpo golpean las partículas del vidrio. Estas colisiones, transfieren energía a las partículas de vidrio, y aumenta la energía térmica de las partículas que conforman el termómetro. A medida que las partículas de vidrio adquieren más energía, comienzan a transferir energía de vuelta a tu cuerpo, hasta que la tasa de transferencia mutua de energía entre el vidrio y tu cuerpo es la misma. Tu cuerpo y el termómetro están en equilibrio térmico. Es decir, el termómetro y tu cuerpo están a la misma temperatura. Los fenómenos relacionados con el equilibrio térmico son estudiados por: TERMOMETRÍA Es la parte de la Física que se ocupa de la medición de la temperatura de los cuerpos. Todo instrumento utilizado para la medida de la temperatura se denomina: TERMÓMETRO Es un instrumento que mediante una escala graduada, indica su propia temperatura. CALIBRACIÓN DE UN TERMÓMETRO Para calibrar un termómetro es necesario ponerlo en contacto con dos cuerpos de temperaturas muy diferentes y fáciles de reproducir. Colocándolo en hielo en fusión, el mercurio se contrae hasta que su temperatura sea igual a la del hielo; alcanzando un cierto nivel (punto fijo inferior) que se marca en el tubo. Colocándolo luego en vapor de agua que hierve a presión atmosférica normal; el mercurio se dilata hasta alcanzar un nuevo nivel (punto fijo superior), que indica que la temperatura del mercurio es igual a la del vapor. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 3 ESCALAS DE TEMPERATURA os términos caliente o frío no son suficientes para definir la temperatura. Por lo que se debe manejar como una cantidad física, es decir, medirla. Cualquier magnitud que observa cambios con la temperatura es una propiedad térmica. Por ejemplo, el volumen de un líquido, la longitud de una varilla, la resistencia eléctrica de un alambre, la presión de un gas mantenido a volumen constante, el volumen de un gas mantenido a presión constante y el calor del filamento de una lámpara. Cualquiera de estas propiedades puede usarse en la construcción de un termómetro, es decir, en el establecimiento de una cierta escala “particular” de temperaturas. L La primera definida por Daniel Fahrenheit quien escogió como sus dos puntos fijos de temperatura (32oF y 212oF) el frío intenso obtenido artificialmente por una mezcla de agua, hielo y sal-amoníaco y el límite del calor que se encontró en la sangre de una persona sana, y la segunda definida por Anders Celsius quien inició la práctica de referirse a las propiedades físicas de la materia para establecer los puntos fijos de la temperatura. Celsius construyó la escala que lleva su nombre. Dividió el intervalo de temperatura entre la del hielo, cero en la escala Celsius o centígrada (0oC) y la del punto de ebullición del agua (100oC) a la presión de una atmósfera. La relación que existe entre estas dos escalas, esta dada por el tamaño de sus divisiones; ambas escalas están divididas en 100 partes iguales, una división en la escala Celsius equivale a 1.8 divisiones en la escala Fahrenheit, (observe la figura). La conversión entre las escalas de temperatura, por lo tanto, se expresa como: C 0 F 32 0 1.8 0 F 1.8 0C 32 0 C= Temperatura en grados Celsius (centígrada) F= Temperatura en grados Fahrenheit 0 Si se enfría un gas “ideal”, en el cual se considera que las partículas no tienen volumen y no interactúan entre sí, se pudiera contraer de tal manera que su volumen sería cero a una temperatura de –273 0 C. A esta temperatura toda la energía térmica del gas se habría suspendido y sería imposible reducir aún más su energía térmica. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 4 Por lo tanto no puede haber una temperatura inferior a –273 0C. Esta temperatura se denomina cero absoluto. La escala de temperatura Kelvin está basada en el cero absoluto. En la escala Kelvin, el punto cero (0 K), es el cero absoluto, el punto de congelación del agua (0 0 C) es de 273 K y el punto de ebullición (100 0C) es de 373 K. Cada intervalo de esta escala se denomina Kelvin, y es igual a un grado Celsius, por lo tanto: K= 0C + 273 o C= K 273 Una segunda escala absoluta denominada escala Rankine, tiene su punto cero absoluto de 460 oF y los intervalos de grados son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit. La relación entre la temperatura en oR y la temperatura correspondiente en oF es: °R= 0F+ 460 Existe una fórmula general para conversión de las cuatro escalas termométricas, relacionadas de la siguiente manera: C K 273 0 F 32 0 R 460 100 100 180 180 0 COMPARACIÓN DE LAS ESCALAS DE TEMPERATURA CELSIUS, FAHRENHEIT, KELVIN Y RANKINE. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 5 EJERCICIOS RESUELTOS 1. Si la temperatura interior de un automóvil con sistema de aire acondicionado es de 10 oC. ¿Cuál será su temperatura en la escala Fahrenheit? Datos Fórmulas o Tc=10 °C TF=? Desarrollo F 1.8 0C 32 0 F 1.810 32 T= 50°F 2.-La temperatura de fusión del Bromo es de 19 oF y la de ebullición 140oF. Expresar estas temperaturas en grados Celsius. Datos Fórmulas F 32 C 0 T1= 19°F 0 1.8 Desarrollo C 0 19 32 1.8 T2= 140°F T1= -7°C C 0 140 32 1.8 T2= 60°C 3.-La temperatura normal del cuerpo humano es de casi 37oC. Exprese esta temperatura en la escala Kelvin. Datos T=37oC Fórmulas K=C+273 Desarrollo K= 37 + 273 T=310 K Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 6 4.-La temperatura de ebullición del Nitrógeno líquido es de 78 K. ¿Cuál es el valor en o C. Datos T= 78 K Fórmulas C = K – 273 Desarrollo C = 78 273 o o T = 195 ° C 5.- La temperatura de ebullición del agua es de 212F. ¿Cuál es el valor en R? Datos T = 212F Fórmulas R = F+460 0 Desarrollo R = 212+ 460 0 T = 672R Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 7 2.1.2 CONCEPTO DE CALOR Y SUS UNIDADES c otidianamente estamos en contacto directo con los cuerpos de diferentes temperaturas, somos capaces de establecer diferencias entre lo caliente y lo frío, pero no podemos determinar la cantidad de calor que poseen los cuerpos por el simple contacto con ellos, necesitamos de algo más. Así como la Termometría nos muestra las escalas para la medición de la temperatura, la Calorimetría nos muestra las unidades para cuantificar el calor. CALORIMETRIA Es la rama de la física que estudia la medición de las cantidades de calor, ó sea las cantidades de energía que intervienen en los procesos térmicos. La unidad de calor apropiada en el sistema (S.I.) en M.K.S. es el Joule. Sin embargo se utiliza todavía con mucha frecuencia la caloría. CALORÍA Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua, en un grado Centígrado. La unidad de calor en el sistema inglés, es la unidad térmica británica (BTU) BTU Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. Uno de los usos más comunes de ésta unidad, es en los sistemas de aire acondicionado doméstico y comercial donde su capacidad se calcula en BTU. Ejemplo: 12000 BTU es igual a una tonelada de enfriamiento. Una Kcal = 3. 97 BTU Una caloría (cal) = 4.18 Joules Una Kilocaloría = 4186 Joules Un BTU = 778 ft.lb = 0.252 Kcal Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 8 ¿Por qué cuando dejas un bate de aluminio de beisbol al sol, al quererlo tomar lo sueltas inmediatamente? Porque está caliente y te quemas la mano. ¿Qué fue lo que sucedió? El bate incrementó su temperatura por el tiempo que estuvo expuesto al sol. ¿Pasaría lo mismo si fuera de otro material? Cada material posee diferentes capacidades de incrementar su temperatura, en relación con el tiempo de exposición a la fuente de calor. CAPACIDAD CALORÍFICA (C) Es la relación del calor suministrado con respecto al correspondiente incremento de temperatura del cuerpo. C Q T La unidad de la capacidad calorífica en el S.I. es la razón Joules y Kelvin (J/K); pero el intervalo Celsius es el mismo que el Kelvin, sin embargo se utiliza con más frecuencia el Joule sobre grados Celsius (J/°C). Otras unidades son las calorías sobre grados Celsius (Cal/°C), y los BTU sobre grado Fahrenheit (BTU/°F). Cuando el calor fluye a un objeto, su energía térmica se incrementa al igual que su temperatura, en relación con su tamaño y el material con que esta hecho. Los valores constantes que nos permiten determinar estas cantidades de calor, se conocen como calor específico del material. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 9 2.1.3 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR D iariamente nos encontramos que la transmisión de calor es muy común: lo podemos observar en la cuchara al estar en contacto con una rica sopa, en los exhibidores de carnes frías y lácteos; en el aislamiento de las casas, en los lugares donde las temperaturas son extremosas, les colocan aislante para conservar el frío o el calor y evitar altos costos en la electricidad; cuando nos exponemos directamente al sol en la playa, nuestro color de piel cambia en unas cuantas horas, esto se debe a la transmisión del calor. Siempre que hay una diferencia de temperaturas entre dos cuerpos, o entre dos porciones del mismo cuerpo, se dice que el calor fluye en la dirección de mayor a menor temperatura. El calor puede transferirse de un lugar a otro por: conducción, convección o radiación. CONDUCCIÓN Es cuando el calor se transfiere por colisiones entre las moléculas de la región más caliente de un cuerpo material y las moléculas más frías, sin que éstas sufran ninguna traslación en el interior del cuerpo. Los metales son los mejores conductores del calor Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 10 Representación matemática del flujo calor H Q KA T L H = Velocidad de transferencia del calor (cal/s) Q = Cantidad de calor (caloría) = Tiempo de transferencia del calor (s) K = Constante de conductividad térmica (Btu in/ft² h 0F) A = Sección transversal (área) (m², cm², mm² ) T = Cambio de temperatura (diferencia de temp.) (0C,0F) L = Longitud transversal (espesor) (m, cm, mm) CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Es la medida de la capacidad de una sustancia para conducir el calor Su representación matemática es: K TABLA: QL AT CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y VALORES R (Física General, Paul E. Tippens) Conductividad k Sustancia Aluminio Latón W/mK 205 109 Kcal/ms°C 5.0x10 -2 2.6x10 -2 -2 Cobre 385 9.2x10 Plata 406 9.7x10-2 50.2 -2 Acero 1.2 x10 Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Btu in / ft² h °F ft² h °F/Btu 1451 0.00069 750 0.0013 2660 0.00038 2870 0.00035 320 0.0031 Página 11 Ladrillo Concreto 0.7 1.7x10-4 0.8 1.9 x10 -4 -5 Corcho 0.04 1.0x 10 Cartón de yeso Fibra de vidrio Vidrio Poliuretano Forro de madera Aire Agua 0.16 0.04 0.08 0.024 0.55 0.024 0.6 3.8x10-5 1.0x10-5 1.9x10-4 5.7x10-6 1.3x10-5 5.7x10-6 1.4 x10-4 5.0 0.20 5.6 0.18 0.3 1.1 0.3 5.6 0.17 0.38 0.17 4.2 3.3 0.9 3.3 0.18 5.9 2.64 5.9 0.24 Los valores R se basan en un espesor de una pulgada (1 in). El valor R o resistencia térmica, representa las pérdidas de calor en los hogares e industrias, con frecuencia estas se deben a las propiedades aislantes de sus diversos muros compuestos (tipo de material, espesor, área de contacto, formas y diseño de construcción de paredes y techos), buscando el ambiente mas adecuado para las actividades que se realicen en ellos. El valor R de un material de espesor L y de conductividad térmica k se da por la fórmula: R L K CONVECCIÓN Es el proceso por el cual se transfiere calor por medio del movimiento real de la masa del fluido Las corrientes de convección constituyen la base de los sistemas para calentar y enfriar la mayoría de las casas, al hervir los alimentos y en el interior de los refrigeradores se forman Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 12 corrientes de convección, debido a que el aire caliente tiende a subir y el aire frío (más denso) tiende a bajar, por eso se conserva baja la temperatura en todo el interior del refrigerador, y es también la razón por la que los sistemas de aire acondicionado se instalan en la parte superior de las casas y edificios, para lograr mayor eficiencia. Fórmula para calcular el calor transferido por convección H Q hAT H = Velocidad de transferencia de calor (cal/s) Q = Cantidad de calor (caloría) = Tiempo de transferencia del calor (segundos) h = Coeficiente de convección (kcal/m².s.ºC) A = Sección transversal (área m², cm², mm²) T = Cambio de temperatura (diferencia de temperatura. ºC, ºF) COEFICIENTES DE CONVECCIÓN Geometría W/m² k kcal/m² s °C Superficie vertical 1.77(t)¼ (4.24x10-4)(t)¼ Superficie horizontal Piso (cara hacia arriba) 2.49(t)¼ (5.95 x10-4)(t)¼ Techo (cara hacia abajo) 1.31(t)¼ (3.14 x10-4)(t)¼ RADIACIÓN Es el proceso por el cual el calor se transfiere mediante ondas electromagnéticas También la energía radiante que nos llega del sol se debe a este proceso. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 13 EMISIVIDAD (e) Es una medida de la capacidad de un cuerpo para absorber o emitir radiación térmica. La emisividad es una cantidad adimensional que tiene un valor numérico entre 0 y 1, dependiendo de la naturaleza de la superficie. En el caso de un cuerpo negro la emisividad es igual a la unidad. La velocidad de radiación R se define formalmente: como la energía radiante emitida por unidad de área por unidad de tiempo, o bien dicho de otro modo la potencia por unidad de área. Si la potencia radiante P se expresa en watt y la superficie A (área) en metros cuadrados, la velocidad de radiación estará expresada en watt por metro cuadrado como ya lo hemos dicho, esta velocidad depende de dos factores: la temperatura absoluta T y la emisividad e del cuerpo radiante. El enunciado formal de esta dependencia conocida como la ley de Stefan-Boltzmann, se puede representar como: R P eT 4 A R = Energía radiada por unidad de tiempo, por unidad de área P = Potencia radiante, en watts A = Área, en m². e = Emisividad de la superficie, de 0 a 1 = Constante de Stefan = 5.67 x 10 W/m².K4 T4= La cuarta potencia de la temperatura absoluta K4 PRACTICA TRASMISIÓN DE CALOR OBJETIVO: Comprobar las diferentes formas de transmisión de calor INTRODUCCIÓN: Cada cuerpo material ya sea un sólido, un líquido o un gas, está compuesto por átomos o moléculas que se encuentran en movimiento rápido. La temperatura de un cuerpo es una medida de la energía cinética promedio de sus partículas. El calor puede considerarse como energía interna en tránsito. Cuando suministra calor a un cuerpo su energía interna aumenta y su temperatura se eleva, cuando un cuerpo transfiere o cede calor su energía interna disminuye y su temperatura desciende. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 14 MATERIAL: CONDUCCIÓN VARILLAS DE DIF. METALES Cu, Fe, y Acero inox. Mechero de alcohol Al, Conductómetro Base con varilla Nuez doble Cera CONVECCIÓN 3 tubos de vidrio en forma de “L” 1 tubo de vidrio en forma de “T” 4 pedazos de manguera de hule Mecheros de alcohol Base con varilla Nuez doble Abrazadera Aserrín Jeringa Vaso de precipitado RADIACIÓN Vaso de precipitado Papel blanco (5 x 5 cm) Base con varilla Abrazadera Mechero de alcohol Tela de asbesto Termómetro DESARROLLO: CONDUCCIÓN: En la base con varilla se coloca en conductómetro con las varillas de diferentes metales en los cuales se les coloca en las puntas un poco de cera, se enciende el mechero de alcohol y se coloca debajo del conductómetro, observa lo que sucede. CONVECCIÓN: Se arma un circuito con las mangueras, las tres “L” y la “T” de vidrio, se colocan en la base con la varilla por medio de una abrazadera, cuidando que se sostenga por la “T” en la parte superior se le agrega agua con la jeringa y un poco de aserrín en la “L” de la parte inferior se coloca el mechero de alcohol y se espera unos minutos a que hierva el agua. Otra forma de demostrarlo es utilizando un vaso de precipitado con agua y un poco de aserrín, colócalo sobre el mechero de alcohol hasta que empiece a hervir y observa lo que sucede en ambos casos. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 15 RADIACIÓN: En una base con varilla y en la abrazadera se coloca el vaso de precipitado con un pedazo de hoja de papel inclinado, debajo del vaso se coloca el mechero encendido y después de un tiempo observa lo que le sucede al papel. CUESTIONARIO: 1.-¿ Cuál es la transmisión de calor que sucede en los metales? 2.- ¿Cuales de todas las varillas que tienes en la práctica de conducción es la mejor conductora de calor? 3.- ¿Cuál es la transmisión de calor que sucede en los gases? 4.- Explica la transmisión de calor por radiación y ¿Qué le sucedió al papel en la práctica? 5.- Dibuja lo que observaste en las tres transmisiones de calor. Práctica No. 9 Transmisión de Calor Nombre del alumno: Fecha: Calificación Grupo: Turno: Maestro: Observaciones: Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 16 Registro de datos: Cuestionario: 1. 2. 3. Conclusiones: Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 17 Bibliografía 2.1.4 DILATACIÓN DE LOS CUERPOS, LINEAL, SUPERFICIAL Y VOLUMETRICA E n nuestras actividades diarias, nos encontramos que cuando variamos la temperatura de un cuerpo éste cambia de tamaño: si dejamos un globo al sol, este se revienta, cuando caminamos mucho se nos hinchan los pies; y por el contrario un clavo incrustado en madera al congelarlo podemos sacarlo con los dedos, una varilla podemos reducirla de tamaño si la ponemos un rato en agua con hielo, etc..., sin embargo si ustedes congelan agua... ¿qué sucede ?... al disminuir la temperatura ¡ el agua aumenta de tamaño ¡ DILATACIÓN Es la variación en las dimensiones, que experimentan los cuerpos al variar su temperatura. De acuerdo con los diferentes estados físicos en que se presenta la materia en la naturaleza observamos que la dilatación se puede clasificar en: Dilatación lineal Dilatación superficial Dilatación volumétrica Dilatación anómala del agua DILATACION LINEAL Es el incremento en la dimensión lineal que experimentan los cuerpos sólidos al aumentar su temperatura. Esta dilatación se debe a que la elevación de la temperatura produce un aumento en la distancia promedio entre los átomos. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 18 L Lf L0 Al incrementar la temperatura de una barra (de T0 a Tf) se incrementa proporcionalmente su longitud (de L0a Lf) Tf T0 Entonces podemos decir que: ΔL es proporcional a L0 ΔT Introduciendo la constante de proporcionalidad (α) denominado coeficiente de dilatación lineal, la ecuación queda: L Lo T Considerando que ΔL = Lf L0 y sustituyendo en la ecuación anterior, obtenemos: Lf – L0 = α L0 ΔT Despejando Lf : Lf =L0 (1+α ΔT) Donde: L variación de la longitud., (m, pie). coeficiente de dilatación lineal, ( oC-1, ºF-1). L0 longitud inicial de la barra, (m, pie). T = variación de la temperatura, (m, pie). Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 19 COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL ( α ) , Es el incremento lineal que experimenta una varilla de determinada sustancia, de longitud igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centígrado. Es un valor específico para cada material, lo que provoca que se dilaten en diferentes proporciones, ya que las fuerzas con que se unen los átomos y las moléculas varían de una sustancia a otra. Se representa con la siguiente expresión: L L0 T COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL () Sustancia X 10-6 0C-1 X 10-6 0F-1 23 1.3 Aluminio Cobre invar. 17 0.7 Vidrio común Zinc Vidrio pyrex Tungsteno Plomo Sílice Acero Diamante 9 25 3.2 4 29 0.4 11 0.9 0.94 1.44 0.17 1.7 0.66 EJERCICIO RESUELTO: 1. Un puente de acero tiene 800 m de longitud. ¿ Qué longitud tendrá cuando la temperatura aumente de 12 ºC a 40 ºC?. Datos: Fórmulas: L = 800 m T T f T0 T0 = 12 0C L L0T Tf = 40 0C Lf = ? -6 L f de LChihuahua L0 Colegio de Bachilleres Acero=11x10 C-1del Estado Plantel 6 Desarrollo: T 40C 12C 28C L 11X 10 6 C 1 800m 280 C L 0.2464m L 24.64cm L f 0.2464m 800m L f 800.2464m Página 20 DILATACIÓN SUPERFICIAL Es el incremento de área o superficie que experimenta un cuerpo al incrementar la temperatura. Al variar la temperatura de una placa, varía proporcionalmente su área. + A0 A0 Tf Af ΔA = Af – Ao ΔA es proporcional a Ao ΔT Introduciendo la constante de proporcionalidad ( ) la ecuación queda: A A0T Como: A A f A0 Sustituyendo en la ecuación anterior, obtenemos: Af A0 (1 T ) Donde: A variación en el área de la placa, (m2) coeficiente de dilatación superficial,(C-1) A0 área inicial de la placa, (m2) T variación de la temperatura, (C) A f área final de la placa, (m2) Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 21 COEFICIENTE DE DILATACIÓN SUPERFICIAL ( ), Es el incremento en el área que experimenta una placa de determinado material, de superficie igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centígrado. Es específico para cada material y no se necesitan tablas ya que el valor se obtiene multiplicando por dos el coeficiente de dilatación lineal. 2 EJERCICIO RESUELTO 1. Calcular el área final que tendría la plataforma de acero de un trailer, cuya superficie es de 15.4 m2 a una temperatura de 13 o C, al transportar su carga de la ciudad de Toluca a Culiacán en un día cuya temperatura se eleva hasta 48 o C. Datos A0 15.4 m T0 13 o C Fórmula 2 Af A0 (1 T ) =2 T f 48 C o Af ? del acero = 11x10-6 0C-1 Desarrollo 211x106C 1 22 x106C 1 15.4m 1 22 x10C 35C Af 15.4m 2 1 22 x10C 1 48C 13 C Af 2 1 Af 15.4m 2 1.00077 Af 15.411m 2 Af = 15.411 m2 Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 22 DILATACIÓN VOLUMÉTRICA Es el incremento en volumen que experimenta un cuerpo al incrementar su temperatura. Si calentamos una sustancia en un matraz, sabemos que al hervir, ésta aumenta su volumen, pero también el matraz aumenta de tamaño. + = Vo Vf ΔV es proporcional a ΔT V0 V V0 T COEFICIENTE DE DILATACIÓN VOLUMÉTRICA ( ) Es el incremento en el volumen que experimenta un cuerpo de cualquier sustancia, de volumen igual a la unidad, al incrementar la temperatura un grado centígrado su temperatura. El coeficiente de dilatación volumétrica es un valor específico para cada material, nos indica la capacidad que tiene un cuerpo para variar su volumen al aumentar o disminuir su temperatura y se ha demostrado que numéricamente el valor de éste coeficiente es tres veces mayor que el valor del coeficiente de dilatación lineal. 3 Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 23 COEFICIENTE DE DILATACIÓN VOLUMÉTRICA ( ) x10 3C 1 SUSTANCIA Alcohol etílico 0.75 Disulfuro de Carbono Glicerina Mercurio Petróleo Acetona Aire Agua (20ºC) 1.2 0.5 0.18 0.9 1.5 3.67 0.207 EJERCICIO RESUELTO: 1. Un frasco de vidrio de 1.5 litros, se llena completamente con mercurio a una temperatura de 18º C y se calienta hasta 100 º C ¿Cuánto mercurio se derrama del frasco? Primero se calcula la variación del volumen que sufre el mercurio utilizando el valor del coeficiente de dilatación volumétrica Datos: V0 1.5 L Fórmula: V V0T Desarrollo: ∆V= 0.18x10-3 oC-1(1.5 L)(100ºC – 18ºC) T0 18ºC = 0.18x10 -3 oC-1(1.5 L)(82º C) T f 100ºC = 0.18x10-3 oC-1(123 L oC) 0.18 x 10-3 oC-1 Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 ∆V= 0.022 L = 22.14 ml Página 24 Enseguida calculemos la variación del volumen del frasco: Datos: V0 1.5 L T 82 ºC 9 x10 6 C 1 Fórmula: 3 Desarrollo: = 3(9x10-6°C-1) = 27x10-6 oC-1 V V0T V (27x10-6 oC-1)(1.5 L)(82 oC) ∆V = 0.003321 L= 3.321 ml por lo tanto la cantidad que se derramará de mercurio ( Vd ) en estas condiciones es de: Vmercurio 22.14 ml Vd Vmercurio V frasco Vd 22.14 ml – 3.321 ml V frasco 3.321 ml Vd 18.819 ml USOS: El conocimiento de estas 3 dilataciones que sufren los sólidos, ha sido de gran utilidad sobre todo en el área de la construcción, porque son fundamentales las variaciones que sufre la temperatura ambiental para determinar las características del material con que se va a construir; de la misma forma, saber para que se va a utilizar, por ejemplo en la construcción de vías del ferrocarril se debe tomar en cuenta la fricción y el aumento de temperaturas que sufren los rieles por la fricción de la ruedas del tren, y se debe dejar lo que se conoce como juntas de dilatación, estas mismas se utilizan en la construcción de puentes, ya que permiten que éste se dilate o se contraiga sin generar tensiones que deformen la estructura al variar la temperatura del material, de la misma forma se consideran al construir aviones y naves espaciales. Por otra parte, los líquidos también se dilatan siguiendo las mismas leyes de dilatación que los sólidos. En la dilatación de gases se debe tomar en cuenta, además de la temperatura y volumen , la presión . (véase LEYES DE LOS GASES ). Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 25 2.1.5 DILATACION IRREGULAR DEL AGUA El agua no cumple con las leyes de la dilatación. Al aumentar su temperatura de 0 oC a 4 ºC se contrae en lugar de dilatarse, después al continuar aumentando la temperatura se empieza a dilatar, por lo que se consideran los 0 oC a 4 ºC como la temperatura en la que el agua alcanza su mayor densidad. Debido a este comportamiento el hielo flota sobre el agua, ya que la densidad de ésta varía al incrementarse la temperatura. Un ejemplo lo tenemos en los lagos y mares de lugares muy fríos: el hielo queda en la superficie y, debajo de él encontramos agua a 4 ºC, lo que permite la vida de plantas y animales en esas regiones de aguas congeladas. En la siguiente figura se pueden observar los tres estados físicos del agua: a) Aire frío (gas) a menos 20ºC. b) Hielo (sólido) a 0oC. c) Agua (líquido) a 4 oC. ¿Podrías explicar porqué el agua se encuentra a una mayor temperatura que el hielo y éste que el aire? Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 26 2.1.6 CALOR ESPECÍFICO Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa. c C m ó c Q mT c= calor específico. (cal/g 0C ó BTU/Lb 0F) C= capacidad calorífica. (cal/0C ó BTU/0F) m= masa. (g ó Lb) Q= cantidad de calor. (cal. ó BTU) T= cambio de temperatura. (0C ó 0F) TABLA: SUSTANCIAS Aluminio Latón Cobre Alcohol etílico Vidrio Oro Hielo Hierro Plomo Mercurio Plata Vapor Acero Zinc Agua CALORES ESPECÍFICOS J/Kg °C cal/g °c, ó BTU/ Lb °F 920 390 390 2500 840 130 2300 470 130 140 230 2000 480 390 0.220 0.094 0.093 0.600 0.200 0.030 0.500 0.113 0.031 0.033 0.056 0.480 0.114 0.092 1.000 Por ejemplo: el calor específico del agua es muy alto comparado con otras sustancias, como se muestra en la tabla anterior. Esta cualidad se utiliza en los radiadores de los autos para enfriar el motor. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 27 La cantidad de calor absorbida o liberada por un cuerpo de masa y calor específico dados cuando Su temperatura varía, se calcula con la relación: Q = mcT EJERCICIOS RESUELTOS 1.-Un bloque metálico se encuentra inicialmente a una temperatura de 30 °C. Al recibir una cantidad de calor de 390 calorías. ¿Cuál es el valor de la capacidad térmica? Datos T= 30C Fórmulas Q C T Q=390cal c=? Desarrollo 390cal C 30oC C = 13 cal/C 2.-Un bloque de vidrio cuya masa es de 180 g y se sabe que su capacidad térmica es de 36 cal/°C. ¿Cuál es el valor del calor específico del vidrio? Datos m= 180 g Fórmulas C c m C = 36 cal/C c=? Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Desarrollo 36cal / 0C c 180 g c = 0.2 cal/gC Página 28 3.-En una esfera de metal se encontró que su masa es de 15 g. Y su cantidad de calor es 8.5 cal y su diferencia de temperatura es de 10°C. a) ¿Cuál es el valor del calor específico? b) ¿De que material es la esfera? (Ya que obtengas el resultado de la pregunta anterior, localiza el material en la tabla de Calores Específicos.) Datos m = 15g Fórmulas Q c mT Desarrollo 8.5cal c 15g 100C Q = 8.5 cal T = 100C c=? c= 0.056 cal/gC Material = plata 4.-Un bloque de cobre cuya masa es de 250g, absorbe calor y su temperatura se eleva de 20°C a 150 °C. ¿Cuál es la cantidad de calor absorbida por el bloque? Datos m = 250g. T1 = 20C T2 = 150C c cobre = 0.093 cal/g 0C Q=? Fórmulas Q = mcT T =(T2 - T1) Desarrollo cal Q 250 g 0.093 0 1500 C 200 C g. C cal Q 250 g 0.093 0 1300 C g. C Q = 3.02x10³ cal Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 29 2.1.7 EL CALOR Y LAS TRANSFORMACIONES DEL ESTADO FISICO DE LA MATERIA, CALOR LATENTE DE FUSION Y DE VAPORTIZACION C uando proporcionamos calor a un cuerpo y se eleva su temperatura, ya sabemos que hay un aumento en la energía de agitación de sus átomos. Este incremento hace que la fuerza de cohesión de los átomos se altere, ocasionando modificaciones en su organización y separación. La absorción de calor por parte de un cuerpo puede provocar en él, un cambio de fase. Los cambios de fase o cambios provocados por el calor que pueden ocurrir en una sustancia, reciben denominaciones especiales. Fusión: cambio de sólido a líquido. Solidificación: cambio de líquido a sólido. Vaporización: cambio de líquido a gas. Condensación (o licuefacción): cambio de gas a líquido. Sublimación: Cambio directo de sólido a gas o de gas a sólido sin pasar por el estado líquido. Denominaciones que reciben los cambios de un estado físico a otro SUBLIMACIÓN SÓLIDO LÍQUIDO SOLIDIFIC ACIÓN FUSIÓN GAS CONDENSACIÓN VAPORIZACIÓN SUBLIMACIÓN La cantidad de calor requerida para fundir una unidad de masa de una sustancia en su punto de fusión, se llama: calor latente de fusión para esa sustancia. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 30 CALOR LATENTE DE FUSIÓN (Lf) Es el calor por unidad de masa necesario para cambiar la sustancia de la fase sólida a la líquida a su temperatura de fusión. LF Q m El término latente, surge del hecho de que la temperatura permanece constante durante el proceso de fusión. La cantidad de calor necesaria para evaporar una unidad de masa se llama: calor latente de vaporización. CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN (Lv) Es el calor por unidad de masa necesario para cambiar la sustancia de líquido a vapor a su temperatura de ebullición. Lv Q m Lf = Calor latente de fusión (J/Kg., cal/g., Btu/lb.) Lv = Calor latente de fusión (J/Kg., cal/g., Btu/lb.) Q = Cantidad de calor ( Joules, calorías,Btu) m = masa ( Kg., g. ) CALORES LATENTES DE FUSIÓN Y DE VAPORIZACIÓN A PRESIÓN ATMOSFÉRICA Punto de Calor latente de Punto de Calor latente de Material fusión cal/g fusión C ebullición C vaporización cal/g Helio ---------------------------- 269 5 Nitrógeno - 210 6.1 - 196 48 Oxígeno - 219 3.3 - 183 51 Agua 0 80.0 100 540 Mercurio -39 2.8 357 65 Plomo 327 5.9 1620 218 Etanol -114 25.0 78 204 Plata 961 21.0 2193 558 Plomo 1063 15.4 2660 377 Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 31 EJERCICIOS RESUELTOS 1. 1. ¿Cuál es el calor requerido para aumentar la temperatura de un lingote de acero de 200 kg de 25 0 a 400 C? Ce=480J/Kg°C Q m Ce (T f To ) m=200 Kg Tf=400 C Q (480 To= 25 C Q=? J ) (200kg) (400o C 25o C ) o Kg C Q 3.6 x107 J o 2. ¿Qué cantidad de calor se necesita para transformar 50 kg de hielo de -5 C a vapor a o 100 C?.Especifica las calorías necesarias para cada cambio de Estado. Datos m = 50kg c = 0.5 cal/goC Fórmula Desarrollo El calor necesario para elevar la temperatura del hielo hasta su punto de fusión T1 = -5°C T2 = 100°C Lf= 80 cal/g o Q= mct Q1= 125x10³cal Q2=(50x103g)(80cal/g) Q2=4000x103cal El calor requerido para fundir el hielo esta dado por: Q= m Lf El calor necesario para elevar la temperatura del o agua resultante hasta 100 C: o Q= (50x10³g)(0.5 cal/g C) [0°C-(-5 C)] Q= mct o o Q= (50x10³g )(1 cal/g C)(100-0 C) Q3= 5000x10³cal El calor requerido para evaporar el agua: Q=mLv Q= (50x10³g)(540cal/g) Q4= 27000x10³cal El calor total que se requiere QT= Q1+Q2+Q3+Q4 QT= 125x10³ cal.+4000x10³cal +5000x10³cal+ 27000x10³cal QT=36125 x 10³cal Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 32 2.1.8. CALOR CEDIDO Y ABSORVIDO POR LOS CUERPOS En un intercambio de calor, la cantidad del mismo permanece constante, pues el calor transmitido por uno o más objetos calientes será el que reciba uno o más objetos fríos. Esto da origen a la llamada ley “del intercambio de calor que dice: en cualquier intercambio de calor efectuado, el calor cedido es igual al absorbido”. Dado que: Q ganado Q perdido OJO: POR SER EL CUERPO QUE PIERDE CALOR SE PONE UN SIGNO NEGATIVO PARA HACER LA REPRESENTACIÓN (Ce m (T f To )) MATEMÁTICA ganado (Ce m (T f To )) perdido EJERCICIO RESUELTO 0 0 1. ¿Qué masa de cobre a 100 C debe añadirse a 200 g de agua a 20 C, de manera que la temperatura 0 de equilibrio sea de 40 C? Descarte cualquier otra perdida o ganancia de calor. CeCu=.093 cal/g°C (Ce m (T f To )) ganado (Ce m (T f To )) perdido Ceagua=1 cal/g°C magua=200 g mcu= Toagua=20 C (1 cal cal 200 g (40o C 20o C )) g (0.093 o m (40o C 100o C )) p o g C g C 4000 g 5.58(m) p ToCu=100 C Tfmezcla=40 C 4000 5.58 m 716.84 g m BANCO DE PROBLEMAS 0 1. ¿Cuánto calor en calorías se requiere para elevar la temperatura de 200 gr de plomo de 20 a 100 C? ¿Cuánto calor se necesita para la misma cantidad de hierro? Q 496cal Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Q 1808cal Página 33 2. ¿Qué cantidad de calor se liberara cuando 40 lb m liberaría la misma cantidad de aluminio? 0 de cobre se enfría de 78 a 32 F? ¿Cuánto calor Q 171.12BTU 0 3.Una cadena de cobre de 4 lbm debe calentarse de 70 a 200 F de modo que pueda expandirse lo suficiente para deslizar sobre un eje. ¿Cuánto calor se necesita? Q 48.36BTU 4.En una operación de tratamiento térmico, una pieza de cobre caliente se enfría rápidamente en agua 0 (templada). Si la temperatura de la pieza desciende de 400 a 30 C y pierde 80kcal de calor, ¿Cuál es la masa de la pieza de cobre? m 2324.9 g 5.Un trabajador que necesita conocer la temperatura interior de un horno, retira del mismo una barra de hierro de 2 lbm y lo introduce en un recipiente de aluminio de 1 lb m lleno parcialmente con 2 lbm de agua. El 0 sistema se aísla de inmediato si la temperatura del agua y del recipiente era de 70 F y aumento hasta la 0 temperatura de equilibrio de 120 F. ¿Cuál era la temperatura del horno? o ToH 611.15 F 6. Un trozo de metal de 316.93 g se pone a calentar en un vaso de precipitados con agua hasta que alcanza una temperatura de 90 °C.se introduce inmediatamente en un calorímetro de aluminio cuya masa es de 150 g que contiene 300 g de agua a 18 °C. se agita la mezcla y la temperatura aumenta hasta 25 °C. Cuál es el calor especifico del metal y de que metal se trata? cal Ce 0.113 g oC 7. Determina cual es la temperatura final de 900 g de agua a 17 °C contenida en un calorímetro de aluminio que tiene una masa de 300g después de introducir en el un trozo de plomo de 400 g previamente calentado o a 100 °C T f 18.05 C 8. Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 Kg se introduce en 4 Kg de agua, elevando su temperatura de 18 °C a 28 °C. que temperatura tenía la barra de cobre? TCu 314.7o C Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 34 PRACTICA No. 11 CAMBIOS DE FASES OBJETIVO: Comprobar los cambios de los estados de la materia. III.-INTRODUCCIÓN: Cuando se suministra constantemente calor a un sólido su temperatura va aumentando gradualmente hasta alcanzar un valor tal que el sólido comienza a fundirse. Mientras se esta fundiendo el material permanece a la misma temperatura y el calor que absorbe durante el proceso produce un cambio de estado de sólido a líquido. Una vez que todo el sólido se convierte en líquido, su temperatura aumenta hasta que empieza a hervir. Ahora el material permanece de nuevo a temperatura constante hasta que todo el líquido se convierte en gas, después de lo cual, la temperatura del gas continúa aumentando hasta evaporarse totalmente. MATERIAL: ½ Pastilla baño (o alcanfor) 1 Base con varilla 1 Vaso de precipitado ( o vaso normal de vidrio) 1 Mechero de alcohol o bunsen 1 Soporte de aro ( o anillo metálico) 1 Tela de asbesto 1 Abrazadera 1 Tapa de vidrio (o cenicero de vidrio) con agua helada o hielo DESARROLLO: En la base con varilla se coloca el soporte de aro con la tela de asbesto y sobre esta el vaso de precipitado con la pastilla en pedazos, se cubre con la tapa de vidrio con agua helada, se enciende el mechero y se coloca debajo del vaso de precipitado, observa lo que sucede. CUESTIONARIO: 1.-¿Cómo se le llama al cambio del estado sólido de la pastilla al gaseoso? 2.-Cuándo sufrió calentamiento la pastilla ¿Qué le sucedió? 3.-¿Qué estado de la materia se observó en la tapa de vidrio? 4.-¿Cuáles son los estados de la materia que conoces? 5.- Dibuje los que observaste en la práctica. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 35 REPORTE DEL ALUMNO Práctica No. 10 Cambios de Fases Nombre del alumno: Fecha: Calificación Grupo: Turno: Maestro: Observaciones: Registro de datos: Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 36 Cuestionario: 1. 2. 3. Conclusiones: Bibliografía Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 37 EJERCICIOS PROPUESTO 1.- a) Expresar 300 K, 760 K y 180 K en ºC. b) Expresar 0 K, 273 K en ºF. c) Expresar 14 ºF en ºC y en K d) Expresar 50 ºF, -200ºF en R 2.- Un bloque de cobre, de masa igual a 200 g es calentado de 30 ºC. a 80 oC a) ¿Qué cantidad de calor se suministró al bloque?, b) Si a este cuerpo se le proporcionan 186 cal, ¿En cuánto se elevará su temperatura? Resultado a) Q= 930 cal b) t = 10 ºC 3.- ¿Qué cantidad de calor se requiere para cambiar la temperatura de 300 g de cobre de 20 ºC a 80 ºC?. Exprese su respuesta en joules, en calorías y en BTU. Resultado a) 7020 J b) 1674 cal c) 8.59 BTU 4.- ¿Cuál es la rapidez de radiación de un cuerpo negro esférico que está a una temperatura de 327 ºC?, ¿Cambiará esta rapidez de radiación si el radio se duplica y la temperatura sigue siendo la misma? Resultado a) 7.35 Kw/m² b) no. 5.- La conductividad térmica del ladrillo y poliuretano es de 1.7x10 -4 Kcal/m s ºC y 5.7x10-6 Kcal/ m s ºC respectivamente. ¿Qué espesor del ladrillo tiene igual capacidad de aislamiento que 5 cm de poliuretano? Resultado a) 1.49 m Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 38 D E S OP A T E K B R S E L Y O B E D Y E L E Y S E L R A H C O R A D I A C I O N U O R R S U I Z U L A B A L A E N I L L B L M T D A R L F I O A I F E N O A T Ñ V O F B E J E V L G D I L G P S U B L I M A C I O N A R A L A A D V T F A H R E N H E I T A L D V S R O Y M C Y G N T D H Q N N M H R E N L U N X U H C R R T O T K A V Y O C L E T RA S U M G G A K S Z I I D J E T A D L C I I N A I T I N R I R S I U S O A L E F E A O K R C E C T U E U S B L O T R D S L V Q W P A L D U M G N B E N D C V L O F C S A Z C P O U E R I I A I E N R L A I C I F R E P U S A C H N O I C A C I F I D I L O S P K A J C A L O R E S P E C I F I C O M Contesta las siguientes preguntas y encuentra la respuesta escondida en esta sopa de letras y subrayalas. 1) Es la energía que se transfiere entre dos cuerpos debido a una diferencia de temperatura. 2) Es la parte de la Física que se ocupa de la medición de la temperatura de los cuerpos. 3) Es la escala termométrica que se utiliza en el Sistema Inglés. 4) Son las escalas termométricas más usadas en los trabajos científicos. 5) Es la variación de las dimensiones que experimentan los cuerpos al variar Su temperatura. 6) Es el incremento en la dimensión lineal que sufren los cuerpos sólidos al aumentar su temperatura. 7) Es el incremento de área que experimenta un cuerpo al incrementar la temperatura. 8) Es el incremento en volumen que experimenta un cuerpo al aumentar su temperatura. 9) Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa. 10) Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. Colegio de Bachilleres del Estado de Chihuahua Plantel 6 Página 39 11) Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius. 12) Es cuando el calor se transfiere de la región más caliente de un cuerpo material al más frío sin que éstas sufran ninguna traslación en el interior del cuerpo. 13) Es el proceso por el cual el calor se transfiere mediante ondas electromagnéticas. 14) Son los cambios provocados por el calor que pueden ocurrirle a una sustancia. 15) Es el cambio del estado sólido a líquido. 16) Es el cambio del estado líquido a sólido. 17) Es el cambio directo de sólido a gas o de gas a sólido sin pasar por el estado líquido. 18) Cuando la temperatura de una masa dada en un gas permanece constante, el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a la presión aplicada. 19) Si el volumen de una masa dada de un gas permanece constante, las presiones ejercidas por éste sobre las paredes del recipiente que lo contiene son proporcionales a sus temperaturas absolutas. 20) Volúmenes iguales de gases diferentes a la misma presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. 21) Ley general del estado que dice que el volumen ocupado por la unidad de masa de un gas, es directamente proporcional a su temperatura absoluta e inversamente a la presión soportada. 22) Es un gas hipotético (modelo perfecto) que permite hacer consideraciones prácticas que facilitan algunos cálculos matemáticos. 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