Modelo Cinético Molecular y Calor

Recordemos la definición de ENERGÍA --> Interna/térmica: las partículas que forman una sustancia están en movimiento constante, es decir tienen energía cinética. La energía cinética total de las partículas que forman un cuerpo se llama energía interna. Esta energía esta relacionada con la temperatura de un cuerpo y, por lo tanto, muchas veces es también llamada energía térmica.

Tratemos de interpretar ésta definición con ayuda del  Modelo cinético Molecular

Los científicos no se preocupan solo por la forma de los cuerpos sino principalmente por su composición. Para esto crearon un modelo que establece ideas fundamentales para explicar cómo está formada la materia, ese conjunto de ideas se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO-MOLECULAR. Se basa en los siguientes postulados:

• Toda la materia esté formada por partículas muy pequeñas, a las que se pueden denominar moléculas.

• Entre las partículas existen fuerzas de atracción y fuerzas de repulsión.

• Todas las partículas tienen movimiento (energía cinética, energía del movimiento).

• La energía cinética de las partículas (movimiento) depende de la temperatura.

Video Cambios de estado del Agua

Trataremos de responder qué ocurre o cómo ocurren cada una de las siguientes situaciones:

Grupo 1

1.       ¿Por qué un pedazo de hielo se derrite al sacarlo del congelador?

2.       ¿Por qué la ropa mojada se seca cuando se pone al sol?

3.       Como se forma el rocío

4.       ¿Por qué se empañan los vidrios de la ventana cuando afuera hace frío?

5.       ¿Por qué cuando se pone la cubetera en el frezzer para hacer hielo se congela primero la parte superior?

Grupo 2

1.       ¿que es mejor? Un mango de madera o uno de metal para agarrar una olla que está en el fuego.

2.       Si entramos descalzos en una habitación, con un pie pisamos  una alfombra y con el otro directamente el piso, la alfombra y el piso están a la misma temperatura, ¿en cual de los dos tendremos mayor sensación de frío? Piensa por qué.

3.       Cuando estamos cerca de un horno prendido sentimos gran cantidad de calor aunque no lo toquemos. Explica porque puede ser.

4.       Si un día de verano ponemos un vaso con agua al lado de la pileta de natación del club, o sea a pleno sol. A las 4 de la tarde ¿cuál estará mas caliente?

5.       Si calentamos una cuchara y un jarrito con agua (ambos tienen la misma masa); ¿Cuál se calentará mas rápido? Piensa por qué. Si los retiramos del fuego ¿Cuál se enfriará más rápido?

Grupo 3

1.       ¿Por qué el helado se derrite en la boca?

2.       ¿Por qué la cera de la vela derretida se solidifica al caer sobre el candelabro?

3.       ¿Por qué el alcohol medicinal se evapora rápidamente?

4.       ¿Porqué los termómetros tienen mercurio en su interior?

5.       ¿Porqué el agua de mar se calienta durante el dia y a la noche sigue calentita, pero las piedras y la arena que están muy calientes de día, a la noche están frías nuevamente? 

Trabajo y Energía

CONCEPTOS

         Si se recurre a un diccionario se pueden encontrar varias definiciones, incluso la que se utiliza en los libros de física: “capacidad de un cuerpo para producir un trabajo”. Pero estas definiciones no aclaran la idea sino que la convierten en algo difícil de entender. Para comprender qué es, se puede pensar dónde hay y qué se puede hacer con ella. El sol, los alimentos, las pilas, la nafta, poseen energía. Si la transmiten a otros cuerpos, producen cambios en ellos. Para que las cosas sucedan se debe transmitir o transformar energía. Se puede decir entonces que la energía es una propiedad o característica de los objetos que le permite transformar, es decir, producir cambios y modificaciones en otros cuerpos, incluso en sí mismos.

 http://www.youtube.com/watch?v=6AFeRagLuC0

UNIDADES

          Una pila tiene menos energía que una batería de auto. Hay cuerpos o sistemas que tienen más o menos energía que otros, o que pueden transmitir mayores o menores cantidades de energía.  Por esto, se pueden determinar distintas cantidades de energía. Para ello es necesario establecer una unidad de medición.

SISTEMA	ENERGÍA
SIMELA	J (Joule)
MKS	cal (caloría; 1 cal = 4,184 J)
CGS	erg (ergio)
Inglés	BTU (unidad térmica británica; 1 Btu = 1055,06 J)
	kwh (kilowatt-hora; 1 kwh = 3,6 x 106 J)
	L x atm (litro-atmósfera; 1 L x atm = 101,325 J)

MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA

La energía se obtiene de varias fuentes, se presenta de muchas maneras y se puede usar para fines muy diversos. Esto hace que existan criterios para clasificarla.

ü     Energía cinética:

Todo cuerpo posee energía debido a su movimiento  se la denomina energía cinética. Esta energía depende, entre otras cosas, de la velocidad del cuerpo. Para un mismo cuerpo a mayor velocidad mayor será su energía cinética. 

   ü Energía potencial:

Se llama energía potencial a la que se almacena en un cuerpo en espera de ser utilizada en algún momento posterior. Se pueden distinguir los siguientes tipos:

-        Elástica: es la energía que pueden almacenar los elásticos y resortes cuando se los comprime o estira; al soltarlos se transformará en energía cinética y se podrá utilizar para algún trabajo. La energía elástica se relaciona con la deformación (estiramiento o compresión) del cuerpo.

-    Gravitatoria: es la energía que adquiere un cuerpo por su posición o altura del suelo; por ejemplo: para levantar un libro hasta el estante mas bajo de una biblioteca, se necesita menos energía que para levantarlo hasta el estante más alto.  Esto se debe a que la energía que almacena estando más alto es mayor que si está mas bajo.

-     Química: los alimentos, los combustibles, las pilas tienen energía de posición, a escala microscópica; cuando se realiza una transformación química en el cuerpo, esta energía se hace disponible.

-       Eléctrica: es la energía que se transmite a través de la corriente eléctrica. Esta se debe al movimiento de las cargas eléctricas.

Otras formas de energía:

    -  Nuclear: proviene de las transformaciones producidas en el núcleo de los átomos. Algunos núcleos atómicos sufren transformaciones espontáneas en las que emiten grandes cantidades de energía. Muchas de estas transformaciones son provocadas para utilizar la energía liberada.

   -  Interna/térmica: las partículas que forman una sustancia están en movimiento constante, es decir tienen energía cinética. La energía cinética total de las partículas que forman un cuerpo se llama energía interna. Esta energía esta relacionada con la temperatura de un cuerpo y, por lo tanto, muchas veces es también llamada energía térmica.

                               http://www.youtube.com/watch?v=LfTmViNJnAU

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
        El estudio de la energía permitió comprobar que la cantidad de energía al comienzo de un proceso es igual a la cantidad total al final, siempre que el sistema esté cerrado. La energía se transforma sin pérdida ni ganancia neta, se conserva.

Esto significa que la cantidad total de energía es siempre la misma. Puede cambiar de forma o de cuerpos pero el balance total es constante.

Cuando los cientificos encuentran una  transformación en la que el resultado de la cantidad total de energia es menor que la inicial, buscan en que otro cuerpo pueden contrarse. De la misma manera, si hay un exceso de energía al final es seguro que en ese proceso intervino algun cuerpo que no se tuvo en cuenta pero entregó parte de su energia, porque se sabe que es imposible que la energía aumente o disminuya.

         La verdadera utilidad de la energía que posee un cuerpo es que puede producir cambios en otro cuerpo o en si mismo. Y para ello es necesario que se transforme o se transfiera.  Para que las cosas sucedan, la energia debe transformarse de un tipo a otro, o transferirse de un cuerpo a otro.

-          la energia se transforma cuando cambia de una forma de manifestarse a otra. 

-          La energía se transfiere cuando pasa de un cuerpo o sistema a otro. Ésta es una de la propiedades mas importantes de la energía ya que permite modificar a otros cuerpos. 

                      http://www.youtube.com/watch?v=ObZDJ4V3nyU