Cuestionario calor y temperatura 2012

Cuestionario de Física 2º Medio

1. GUÍA EL CALOR Y LA TEMPERATURA
1) Ahora ya sabes a qué se denomina energía térmica de una sustancia (sólida, líquida o gaseosa).
¿Qué magnitud podemos utilizar para caracterizar la energía térmica de una sustancia?
R: La temperatura es la medida de la energía térmica de un cuerpo. Es decir es la medida de la
energía cinética media de un gran conjunto de átomos o moléculas.
2) ¿En qué propiedad de la materia se basa el funcionamiento de los termómetros?
R: Se basa en la dilatación térmica de los líquidos.
3) ¿Por qué crees que debe ser tan fino el tubo interior que contiene el líquido usado en el
termómetro tradicional?
R: Esto obedece a que la dilatación es volumétrica. Siendo el tubo cilíndrico, el aumento del
volumen será?

hSv·=D
4) Si quisiéramos un termómetro que apreciara hasta las décimas de grado, en lugar de apreciar
solo de grado en grado. ¿Cómo tendríamos que hacer el tubo interior, más fino o más grueso?
Justifique su respuesta.
R: Teniendo en cuenta la respuesta a la pregunta anterior, cuanto menor sea S, tanto mayor será
hD
para un mismo aumento de volumen (
vD
). Así la precisión de un termómetro es tanto
mayor cuanto menor sea la sección del capilar, por lo que conviene emplear un tubo de lo más
fino posible.
5) ¿Qué tipo de termómetro emplearías para averiguar la temperatura de un refrigerador?
R: Para averiguar la temperatura de un refrigerador se emplearía un termómetro de alcohol, ya
que la temperatura de congelación de este líquido está muy por debajo de las que pueden
alcanzarse en estos aparatos.
6) ¿A cuántos grados centígrados corresponde el cero absoluto de temperaturas o 0 ºK?
R: Se comprueba que el cero absoluto equivale a
273-
º C
7) Transforma las siguientes temperaturas a la escala Kelvin:
a) 27 º C b) 300 º C c) 2590 º C
d)
Cº39-
e)
Cº190-
f)
Cº1350-
R: a) 300 º K b) 573 º K c) 2863 º K
d) 234 º K e) 83 º K f) No existe
8) El helio es un gas que se licua a la temperatura de 4 º K. ¿A cuántos grados centígrados
corresponde esta temperatura?
R: Corresponde a una temperatura de
Cº269-
9) Exprese las siguientes temperaturas absolutas en la escala Celsius:
a) 560 º K b) 120 º K c) 323 º K
R: a) 287 º C b)
Kº153-
c) 50 º C
10) Encuentra las temperaturas imposibles y explica por qué lo son:
a)
Cº28-
b) 9000 ª K c)
Kº16-
d)
Cº378-
e) 15000000 º C f) 300 º K
R: Son imposibles la C) y la d), pues ambos casos corresponden a temperaturas absolutas
negativas.

2. 11) Realiza las siguientes transformaciones:
a) 20 cal a J b) 3000 J a cal c) 1500 Kcal a KJ d) 4200 kJ a Kcal
R: Partimos de la base de que i cal = 4,18 J y en consecuencia, 1 J = 0,24 cal
a) 83,68 J b) 720 cal c) 6276 kJ. d) 1008 kcal
12) Cierta caja de cereales chocolateados informa en su etiqueta de que el valor energético que
aporta a nuestro organismo el consumo de 100 g es de 1613 kJ. Teniendo en cuenta que una
persona de tu edad quema al correr 25 kJ por minuto:
a) ¿Cuánto tiempo calculas que podrías estar corriendo( sin quemar reservas) habiendo
consumido 100 g de dichos cereales?
b) Sería suficiente desayuno dicha cantidad de cereales para afrontar una clase de educación
física de una hora dedicada a actividades de carrera y saltos en la que quemamos 30 kj por
minuto
c) ¿Y si completas tu desayuno, además, con un vaso de leche entera que te aporta 500 kJ?
d) ¿Consideras importante consumir un buen desayuno por las mañanas para poder afrontar tu
actividad diaria?. Valora si tu desayuno es adecuado para realizar actividades diarias.
R:
a) Dividiendo el aporte entre lo quemado al correr se obtiene que podría estar corriendo
durante unos 65 minutos
b) Quemando a razón de 30kJ por minuto, tendríamos para 54 minutos sin consumir las
reservas
c) En ese caso, podríamos realizar dicha actividad durante 70 minutos.
d) Es importante reflexionar sobre lo aprendido con esta actividad, particularmente porque,
desgraciadamente, la mayoría de los adolescentes no realiza un buen desayuno, necesario para
afrontar el desgaste propio de una jornada escolar.
13) teniendo en cuenta lo que sucede en un cambio de estado progresivo, explica por qué hay que
transferir más calor para fundir totalmente un bloque grande de hielo que para fundir un cubito
pequeño.
R: Porque hay que romper más enlaces o uniones en el caso de un bloque grande que en el caso
de un cubito.
14) Copia y completa en tu cuaderno las siguientes frases:
a) La energía que contienen los cuerpos se denomina……………………….y es, en su mayor
parte……………………………..
b) Durante un cambio de estado la temperatura de cualquier cuerpo…………………..porque el
calor que se transforma se emplea para ……………………….de las moléculas.
R: a) La energía que contienen los cuerpos se denomina Interna y es, en su mayor parte
térmica.
b) Durante un cambio de estado la temperatura de cualquier cuerpo se mantiene constante
porque el calor que se transforma se emplea para romper las uniones de las moléculas.
15) ¿Por qué motivo se suelen colocar los radiadores debajo de las ventanas? ¿Qué ocurriría si
situáramos los radiadores de una vivienda cerca del techo en lugar de a nivel del suelo?
R: Los radiadores deben estar siempre próximos al suelo, porque de ese modo se forman
corrientes convectivas que distribuyen el aire caliente. La razón de situarlos debajo de las
ventanas estriba en que la luz solar que entra a través del cristal favorece y acelera el proceso
de convección , por lo que la habitación se calienta mucho antes. Esto no ocurriría si los
radiadores se instalaran cerca del techo.
16) Cuando coges una taza que contiene un líquido caliente. ¿Cuál es el proceso de transmisión
de calor que explica que la superficie externa de la taza también está caliente? A la vista de la
tabla de conductividad térmicas, ¿Sería mejor o peor que la taza fuera de aluminio?
R: Es por conducción y, dada la mayor conductividad térmica del aluminio, sería peor el
remedio que la taza fuese de ese material
17) ¿Por qué en los países muy cálidos las casas se pintan con cal o se pintan de blanco?
R: El color blanco refleja todas las radiaciones, es decir, no absorbe ninguna, por lo que el
aumento de temperatura en las casas encaladas o pintadas de blanco es menor que si se emplean
colores oscuros.

3. 18) ¿Por qué la ropa de invierno suele ser oscura y la de verano clara?
R: Por idéntica razón a la repuesta anterior, la ropa oscura, menos reflectante, absorbe más
radiaciones y, en consecuencia, su temperatura se eleva más rápidamente que las ropas claras,
más adecuadas en verano.
19) Si guardamos agua, jugos o refrescos en el refrigerador:
a) ¿Qué bebida se enfriará más rápidamente, una envasada en lata de hojalata o una envasada en
vidrio?
b) ¿Cuál se calentará antes una vez fuera del refrigerador?
R: a) Como se deduce de la citada ley, a menos espesor y mayor conductividad térmica, mayor
rapidez de transferencia de calor dad una cierta diferencia de temperaturas. Puesto que la
conductividad térmica de los metales es mayor que la del, vidrio, se enfriará más rápidamente la
lata. Sin embargo, también se calentará antes una vez fuera del refrigerador.
20) Lee las siguientes opciones y elige la que consideres correcta. Cuando un cuerpo está más
caliente que otro, queremos decir que:
a) su temperatura es mayor
b) Contiene más calor
c) su energía interna es mayor
d) su energía térmica es mayor
R: Las respuestas correctas son a), c) y d)
21) ¿Qué instrumentos se utilizan para medir la temperatura? ¿En qué propiedad se basan los más
comunes? ¿Qué sustancias suelen emplearse en lo termómetros?. Cita sus ventajas e
inconvenientes
R: Para medir la temperatura se utilizan los termómetros.
Los más comunes se basan en la dilatación térmica de los líquidos contenidos en un fino capilar
Las sustancias termométricas más utilizadas son el mercurio y el alcohol. La excelente dilatación
térmica del mercurio determina que sea muy útil para termómetros de gran precisión, incluso en
escalas o rangos muy pequeños. Sin embargo, no lo es a temperaturas cercanas a su propia
temperatura de congelación. En este caso, son más recomendables los de alcohol.
22) En las regiones polares, done pueden alcanzarse temperaturas de cuarenta grados bajo cero,
¿Qué termómetros deberíamos utilizar? ¿Por qué?
R: En las regiones polares tendríamos que utilizar un termómetro de alcohol, porque a esa
temperatura el mercurio se solidifica
23) ¿Pueden haber temperaturas absolutas negativas? ¿Por qué?
R: No puede haber temperaturas absolutas negativas, pues el cero corresponde a la ausencia de
cualquier movimiento térmico
24) ¿Crees que es lo mismo calor que temperatura? Razona tu respuesta
R: No s lo mismo calor que temperatura. El calor es la transferencia de energía térmica entre
dos cuerpos o regiones que se encuentran a distinta temperatura. La temperatura es la mediad
de la energía térmica de un cuerpo
25) Copia y completa la siguiente frase en tu cuaderno:
Cuando dos cuerpos a………………………..se ponen……………….,el de …………………
Transfiere……………………….al de …………………………………………….
R: Cuando dos cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto, el de mayor temperatura
transfiere energía térmica (calor) al de menor temperatura
23) ¿Es el calor una forma de energía como lo son la energía potencial o la energía cinética?
R: El calor no es una forma de energía sino una forma de transferir energía.
24) ¿Qué quiere decir que dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico?
R: Si dos cuerpos están en equilibrio térmico, la energía cinética media de las partículas que la
constituyen es la misma, es decir tienen la misma temperatura.

4. 25) Copia y completa la siguiente frase en tu cuaderno:
Se llama calor al proceso de………………………………….entre dos cuerpos en……………..
R: Se llama calor al proceso de transferencia de energía entre dos cuerpos en desequilibrio
térmico.
26)Si sostienes una barra de cobre apoyando uno de sus extremos sobre un bloque de hielo,
observarás que se enfría rápidamente. ¿Significa eso que se ha producido una transmisión de frío
desde el bloque de hielo hacia la barra de cobre?
R: Nunca se produce transmisión de frío, lo que existe es una transmisión o transferencia de
calor, siempre desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. Por tanto, el
calor se transfiere del cobre al hielo, y así, disminuir la temperatura del cobre, percibimos que
se enfría.
27) Si colocas tu mano al lado de una llama (sin tocarla) no te quemas, pero si la pones por
encima de la llama si te quemas. ¿A qué se debe esto?
R: El hecho de que te quemes si pones los dedos por encima de una llama se debe a las
corrientes de convección, que hacen que el aire caliente ascienda. Sin embargo, el aire caliente
no fluye hacia los lados, por lo que podemos situar la mano a la misma distancia de los lados de
la llama sin quemarnos
28) En los países nórdicos, las construcciones de madera son bastante comunes. ¿Sabrías explicar
por qué?
R: La madera tiene una conductividad muy baja, lo que significa que es un buen aislante
térmico. Esta es la razón por lo que en las regiones donde la temperatura es baja, la madera es
muy utilizada para la construcción de viviendas.
29) ¿Por qué razón las ventanas de doble acristalamiento constituyen un eficaz aislante térmico?
R: Las ventanas de doble cristal son un aislante eficaz por la capa de aire que está entre los dos
cristales, el aire, como los gases en general, es muy mal conductor térmico (su conductividad es
muy baja), por lo que constituye un buen aislante
30) ¿Por qué se pone en circulación el agua de un circuito cerrado de calefacción al encender la
caldera?
R: El agua se pone en funcionamiento por corrientes de convección, que obligan al agua
caliente a ascender.
Copia y completa las siguientes frases en tu cuaderno:
a) El calor puede transferirse por……………………….por………………………..y por
b) El caldo en el interior de una cacerola al fuego se va calentando en su totalidad por…………..
c) El calor del interior de una vivienda puede transferirse al exterior a través
de las puertas, ventanas, paredes y techos por……………………………..
d) La energía térmica procedente del sol llega hasta nosotros por…………………………
R: a) El calor puede transferirse por conducción por convección y por radiación
b) El caldo en el interior de una cacerola al fuego se va calentando en su totalidad por
conducción
c) El calor del interior de una vivienda puede transferirse al exterior a través
de las puertas, ventanas, paredes y techos por conducción
d) La energía térmica procedente del sol llega hasta nosotros por radiación
31) ¿Puede propagarse energía térmica a través del vacío por conducción? ¿Y por convección?
¿Y por radiación?
R: A través del vacío, el único modo en que puede propagarse energía térmica es por radiación.
Los fenómenos de conducción y convección solo acontecen en medios materiales
32) Razona y explica convenientemente tu respuesta a la siguiente pregunta:
·Cuando se pone a enfriar una bebida entre cubitos de hielo, ¿se transfiere el frío de los
cubitos a la bebida o, por el contrario, se transfiere el calor de la bebida a los cubitos de
hielo?
R: Se transfiere energía térmica siempre desde el cuerpo de mayor al de menor temperatura.
Por tanto, se transfiere calor de la bebida a los cubitos. La consecuencia es que la bebida
disminuye su temperatura ( se enfría) y los cubitos se derriten.