Flashcards: Termodinàmica bàsica

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què mesura la temperatura?

   El grau d'agitació de les partícules d'un cos: com més es mouen, més alta és la temperatura.

2. 2. Què és la calor?

   L'energia que es transfereix d'un cos a un altre perquè estan a temperatures diferents. Sempre va del calent al fred i es mesura en joules.

3. 3. Error típic: dos cossos a la mateixa temperatura tenen la mateixa energia tèrmica?

   No. La temperatura indica l'agitació de les partícules, però l'energia tèrmica també depèn de la quantitat de matèria: un got i una piscina a la mateixa temperatura no en tenen la mateixa.

4. 4. Com passes una temperatura de graus Celsius a kelvin?

   $T(\mathrm{K}) = T(^\circ\mathrm{C}) + 273$. El kelvin és l'escala absoluta: $0\ \mathrm{K}$ és el zero absolut.

5. 5. Un salt de temperatura $\Delta T$ val el mateix en graus Celsius que en kelvin?

   Sí, perquè les divisions de les dues escales tenen la mateixa mida. Dins d'un $\Delta T$ tant se val quina escala facis servir.

6. 6. Què és l'equilibri tèrmic?

   L'estat al qual arriben dos cossos en contacte quan tots dos tenen la mateixa temperatura i deixa d'haver-hi transferència neta de calor.

7. 7. Fórmula de la calor per escalfar un cos sense que canviï d'estat?

   $Q = m\, c\, \Delta T$, amb $\Delta T = T_f - T_0$ i $c$ la calor específica del material.

8. 8. Què és la calor específica i en quines unitats va?

   La calor necessària per pujar un grau la temperatura d'un quilogram d'una substància. Va en $\mathrm{J/(kg\cdot K)}$, és a dir, per grau.

9. 9. Com saps el signe de $Q$ a $Q = m\, c\, \Delta T$?

   Escrivint sempre $\Delta T = T_f - T_0$: si el cos s'escalfa, $Q$ surt positiva (absorbeix calor); si es refreda, surt negativa (en cedeix).

10. 10. Per què la sorra de la platja crema i l'aigua no, si les escalfa el mateix sol?

    Perquè l'aigua té una calor específica molt alta, i amb la mateixa calor $\Delta T = Q/(m\,c)$ puja molt menys.

11. 11. Quina calor específica té l'aigua?

    Uns $4180\ \mathrm{J/(kg\cdot K)}$, de les més altes que hi ha: costa molt d'escalfar i també de refredar.

12. 12. Error típic: durant un canvi d'estat, la temperatura puja?

    No, es manté constant: la calor que entra s'inverteix a trencar les unions entre partícules, no a escalfar.

13. 13. Fórmula de la calor latent i en quines unitats va $L$?

    $Q = m\, L$. La $L$ va en $\mathrm{J/kg}$, sense grau, perquè durant el canvi d'estat no hi ha cap salt de temperatura.

14. 14. Què són $L_f$ i $L_v$?

    $L_f$ és la calor latent de fusió (de sòlid a líquid) i $L_v$, la de vaporització (de líquid a gas).

15. 15. Quina equació planteges quan barreges dos cossos en un recipient aïllat?

    $\sum Q = 0$: cada calor amb la seva fórmula i $\Delta T = T_f - T_0$. Els signes surten sols, sense decidir abans qui cedeix i qui absorbeix.

16. 16. Quina comprovació ha de complir sempre la temperatura d'equilibri d'una barreja?

    Ha de quedar entre les dues temperatures inicials.

17. 17. Si en una barreja un cos ha de canviar d'estat, per què no pots plantejar $\sum Q = 0$ de cop?

    Perquè primer has de saber fins on arriba el procés: calcula la calor de cada etapa i compara-la amb la calor disponible.

18. 18. Què és l'energia interna d'un sistema?

    L'energia total de les seves partícules (el seu moviment i les seves unions). No se'n pot mesurar el valor absolut, només els canvis.

19. 19. Què diu el primer principi de la termodinàmica?

    $\Delta U = Q + W$: la variació d'energia interna d'un sistema és la calor que rep més el treball que s'hi fa.

20. 20. Criteri de signes del primer principi?

    El que entra al sistema és positiu. La calor rebuda i el treball fet sobre el gas (comprimir-lo) són positius; si el gas s'expandeix i fa treball, $W$ és negatiu.

21. 21. Error típic: tota la calor que rep un gas es converteix en energia interna?

    No. Pel primer principi, la calor es reparteix entre augmentar l'energia interna i fer treball, per exemple expandir-se i empènyer un pistó.

22. 22. Per què el primer principi és, en el fons, la conservació de l'energia?

    Perquè l'energia interna només canvia si entra o surt energia com a calor o com a treball: no apareix ni desapareix energia del no-res.

23. 23. Què fan els motors tèrmics i les màquines de vapor des del punt de vista del primer principi?

    Converteixen calor en treball.