primera Sesión Unidad 3(16-12-25) | Mediateca de EducaMadrid

Entonces, vamos a empezar, vamos a hacer una introducción. Estos dos estudiantes, Sonia y Pedro, dicen que recuerdan que una vez fueron a Cosmocaixa de Barcelona y vieron un experimento que explicaba los estados macroscópicos y microscópicos de la materia, es decir, en conjunto o en particular. 00:00:00

No lo entendieron muy bien, pero bueno, el experimento es el siguiente, luego ya lo entendieron. En un cubo de metaquilato, imaginaos aproximadamente un metro cúbico, o sea, un metro de arista, con una entrada por debajo de aire forzado por la parte inferior y la salida por la superior, se introducen muchas, un centenar de pelotas de ping-pong. 00:00:22

Entonces, este cubo se puede, ahora veremos lo que es, se puede iluminar con luz estrosboscópica, ahora veremos lo que es el estrosboscopio, como la que ponen en las discotecas. 00:00:45

Ves que a veces estás en la discoteca bailando y parece que no te mueves. O también la puedes iluminar con luz blanca. 00:00:56

Entonces, una vez que enciendes el aire por abajo, las pelotas, claro, debido al aire, se mueven por todo el espacio, ¿vale? De forma aleatoria. 00:01:04

Entonces, cuando se las ilumina con luz normal, tú puedes seguir la trayectoria de las pelotas, te fijas en una, ¿vale? 00:01:14

Pero cuando las iluminas con luz, con este aparato, el estrosboscopio, parece que las pelotas están en la misma posición vibrando, ¿vale? 00:01:21

Entonces, el estrosboscopio es un instrumento que te permite ver un objeto que está girando como si estuviera quieto. 00:01:31

Es las pelotas quietas, o se moviera muy lentamente. 00:01:38

Entonces, la luz estrosboscópica nos permite simular el estado macroscópico del cubo, o sea, como nosotros vemos los objetos que no se mueven, ¿no? Como nosotros lo vemos. 00:01:41

Y la luz blanca, cuando la iluminas con la luz blanca, se le ve a las pelotas que se están moviendo. Entonces, la luz blanca te permite simular el estado microscópico del cubo, es decir, estas partículas que están vibrando pero que nosotros no somos capaces de percibir, ¿vale? 00:01:54

Esa realidad que no somos capaces de percibir es lo que te permite ver la luz blanca, el cómo se mueve, el estado microscópico. 00:02:12

Entonces, este es un dibujo del aparato, el estrosboscopio, es un instrumento que tenéis ahí que te permite ver un objeto que está girando como si estuviera inmóvil o se moviera muy lentamente, como hemos dicho. 00:02:24

Entonces, la termodinámica es la parte de la ciencia que estudia intercambios de energía que tienen lugar en procesos. Vamos a ver lo que son procesos, lo que es un sistema, etc. Ahora lo vamos a ver, ¿vale? 00:02:37

Yo tengo aquí, fácil, ¿qué es la termodinámica clásica? Estudia los fenómenos relacionados con el calor, la temperatura, vamos a ver lo que es el calor, la temperatura y los intercambios de energía, pero desde el punto de vista macroscópico, sin ocuparse de la constitución íntima de la materia. 00:02:50

O sea, como he dicho, en conjunto. Entonces, ahora vamos a ver lo que es un proceso, es un cambio, una transformación que experimenta la materia. 00:03:13

Hay de dos tipos. Esto lo tenemos aquí, vamos a ver algún vídeo. Este vídeo lo vemos luego. 00:03:24

Entonces, en esta unidad, ¿qué vamos a estudiar? Pues vamos a hacer una introducción del vocabulario básico de la termodinámica. 00:03:33

Luego vamos a ver los cambios de estado con la energía y las transformaciones 00:03:39

Después vamos a ver la entalpía y la entropía 00:03:45

Esto es el resumen de lo que vamos a ver en este tema 00:03:48

Entonces, como hemos dicho, la termodinámica es la parte de la ciencia que estudia los intercambios de energía 00:03:52

O sea, que tiene lugar en un proceso, un cambio 00:04:00

Entonces, hay intercambios de energía 00:04:03

Entonces, un proceso es cualquier cambio o transformación que experimenta la materia. Como hemos dicho, aquí, esto lo pongo como luego lo podéis ver, un proceso es cualquier cambio o transformación que experimenta la materia. 00:04:06

Vemos que puede haber dos tipos, procesos físicos y procesos químicos. Un proceso físico es cuando no varía la naturaleza de las sustancias que intervienen. O sea, hay cambios de energía, pero hay una sustancia, un proceso físico sigue siendo esa sustancia. 00:04:20

Hay un cambio físico, un proceso físico. Sin embargo, un proceso químico, ahí sí varía la naturaleza de las sustancias que intervienen, ¿vale? Cambian las sustancias en una reacción química, los reactivos reaccionan para formar otras sustancias nuevas que son los productos y también el intercambio de energía. 00:04:39

Pues lo tenéis aquí en el tema, un momento, aquí, ¿vale? Los procesos físicos, exactamente lo mismo, y químicos. 00:04:55

Entonces, aquí hay una pequeña rata, dice un sistema es un proceso, no, es un sistema, es una parte del universo, ¿vale? 00:05:07

Que está rodeada por el entorno, ¿vale? O sea, tenemos el sistema, luego los alrededores, lo que le rodea y luego todo ello forma el universo. Hay varios sistemas, ¿vale? 00:05:16

Entonces, el universo está formado por el sistema más el entorno. El entorno es el resto, lo que no es el sistema. Por eso, no os liéis con esto, aquí lo tenemos, un sistema termodinámico se define como una porción del espacio bien delimitada junto con su contenido, ya que esto es lo que vamos a estudiar. 00:05:30

Por ejemplo, en una reacción química, un sistema son los reactivos y los productos, ¿vale? Bueno, pues vamos a ver ahora, para que veáis lo que es un sistema, que tenéis en las presentaciones de la unidad, en la primera, hay aquí, para ver unos conceptos, está muy bien. 00:05:53

Vamos a ver estos dos vídeos porque están muy bien y vais a ver, vamos a ver lo que es un sistema abierto, lo que es un sistema cerrado, ¿vale? Dice, tipos de sistemas. Un sistema abierto es aquel que puede intercambiar energía y materia con el entorno. 00:06:14

Si vemos el sistema, lo que le rodea es el entorno, pues puede intercambiar tanto energía como materia. Porque decíamos, la termodinámica es la parte de la ciencia que estudia los intercambios de energía que tienen lugar en los procesos. 00:06:32

otro sistema, el cerrado 00:06:46

solo puede intercambiar 00:06:48

energía, perdón, materia 00:06:50

y el aislado, un sistema aislado 00:06:52

no puede 00:06:54

intercambiar ni materia 00:06:56

ni energía con el entorno 00:06:58

estos son tipos de sistemas 00:07:00

luego veremos tipos de procesos 00:07:02

entonces, vamos a ver este vídeo 00:07:04

que os va a gustar 00:07:06

si tenéis algún problema de que no escuchéis 00:07:09

no lo decís 00:07:13

Muy buenas alumnos, aquí Brick Inglado una vez más para hablar de química y en la clase de hoy 00:07:19

vamos a empezar a entrar en el terreno farragoso de la termodinámica o mejor dicho de la termoquímica. 00:07:45

La termodinámica es una rama de la física más bien dicho y la termoquímica es aplicar esa rama 00:07:51

de la física a la química así que como en este canal de momento hablamos sólo de química pues 00:07:58

vamos a hablar más bien de termoquímica vale y antes de entrar en cosas más complejas quisiera 00:08:04

hacer unos cuantos vídeos explicando conceptos básicos conceptos clave que probablemente los 00:08:10

vayamos necesitando sobre todo por vocabulario porque recurriremos a palabras como un sistema 00:08:17

cerrado una reacción exotérmica y claro son cosas que así a voz de pronto a lo mejor no las 00:08:22

entendéis pero que son muy fáciles simplemente tenéis que atender y entender el concepto y en 00:08:29

el vídeo de hoy en concreto vamos a estudiar los tipos de sistemas que tenemos cuando hablamos de 00:08:36

termoquímica aunque me referiré muchas veces a ella como termodinámica pero todos sabemos que 00:08:41

es termoquímica vale antes de empezar a escribir cosas aquí en la pizarra me gustaría aclarar que 00:08:48

la termoquímica es la rama que estudia la energía involucrada dentro de las reacciones químicas es 00:08:52

decir todo lo que implique energía es decir todo lo que implique la energía de una reacción está 00:09:00

involucrado dentro de la rama de la termoquímica así que habiéndonos contextualizado un poco 00:09:08

sabiendo que vamos a hablar de energías calores y demás pasamos a usar la pizarra ya muy bien pues 00:09:13

como os he dicho en el vídeo de hoy vamos a estudiar los tipos de sistemas pero antes de 00:09:19

explicar qué tipos de sistemas hay mejor explico qué es un sistema así que bueno un sistema es 00:09:24

simple y llanamente una parte del universo que nosotros vamos a estudiar imaginaos que tenemos 00:09:30

pues la reacción que nosotros queremos dentro de este recinto recipiente vale esto va a ser lo que 00:09:36

vamos a estudiar incógnita vale pues esta zona esta zona este sitio físico es nuestro sistema 00:09:42

esto de aquí se llamaría sistema y el resto todo lo que envuelve al sistema es el entorno entonces 00:09:51

es muy básico es muy simple pero hay que saber que un sistema es simplemente la zona que vamos 00:09:59

a estudiar ya puede ser un vaso de precipitados un diward un termo un berlenmeyer lo que sea 00:10:06

mientras nosotros estemos centrados en lo que suceda dentro de ese sitio eso es nuestro sistema 00:10:15

muy bien pues ahora vamos a intentar describir qué tipos de sistema hay muy bien como veis me 00:10:22

he montado aquí una pequeña tabla y es que os voy a empezar a presentar ya los tipos de sistema los 00:10:27

tres tipos de sistema que hay son abierto cerrado y aislado estos son los tres tipos de sistemas que 00:10:33

nos podemos llegar a encontrar en cualquier tipo de proceso termodinámico y bueno para estudiar y 00:10:41

para saber discriminar qué tipo de sistemas cada cual tenemos que fijarnos en qué puede hacer en 00:10:47

relación con su entorno es decir estamos estudiando pues nuestro sistema y este sistema va a interactuar 00:10:55

de cualquier manera con el entorno y nosotros tenemos que saber qué manera tiene de interactuar 00:11:03

para saber discernir qué sistema es entonces imaginaos que tenemos nuestro sistema y un 00:11:09

entorno las únicas dos cosas que puede intercambiar con el entorno son o materia o energía puede 00:11:15

intercambiar materia en el sentido de que salga un vapor y ese vapor pase de estar en nuestro 00:11:24

sistema a estar en el entorno o al revés nosotros introducir materia dentro del sistema y energía 00:11:29

puede desprender calor o absorber calor del entorno entonces esas son las dos únicas cosas a través de 00:11:36

las cuales puede interactuar con el entorno que rodea así que vamos a colocar aquí estas dos 00:11:42

variables por un lado la materia y por otro lado la energía entonces que vamos a rellenar ahora en 00:11:48

esta tabla muy bien pues ahora imaginaos que estamos en un sistema que puede intercambiar 00:11:55

materia y puede intercambiar energía en ese caso estaríamos en un sistema abierto este sí puede 00:11:59

intercambiar materia y si puede intercambiar energía por lo tanto si tenemos un sistema de 00:12:07

esas características estaremos en un sistema abierto un ejemplo de sistema abierto puede ser 00:12:14

por ejemplo lo que os he dicho antes un erlenmeyer vale así tal cual un erlenmeyer abierto podría 00:12:20

intercambiar materia a través del tapón y energía a través de las paredes esto sería un sistema 00:12:27

abierto ahora un sistema que no sea capaz de intercambiar materia pero si sea capaz de 00:12:33

intercambiar energía es un sistema cerrado un sistema cerrado no podría intercambiar materia 00:12:40

y sí podría intercambiar energía y esto correspondería por ejemplo con el mismo matraz 00:12:46

pero si le ponemos un tapón si le ponemos un tapón al matraz el matraz no puede intercambiar 00:12:52

materia con el exterior pero sí que puede intercambiar calor a través de las paredes y 00:12:59

finalmente un sistema que ni puede transmitir materia ni puede transmitir energía sería un 00:13:05

sistema aislado y conseguir un sistema totalmente aislado es algo bastante complicado ya que es muy 00:13:12

difícil conseguir que no se disipe absolutamente nada de energía en un sistema sin embargo un 00:13:18

ejemplo que yo creo que os puede quedar un poco claro es un termo el típico termo que se utiliza 00:13:26

pues para guardar tu café caliente echas dentro del termo el café y lo dejas ahí tapado y eso 00:13:32

conserva el calor durante una buena cantidad de tiempo no pues eso sería un sistema aislado no 00:13:40

deja pasar materia porque tiene el tapón está perfectamente cerrado ni puede entrar ni salir 00:13:46

nada y por otro lado aísla la energía y deja que dentro se mantenga el calor durante una larga 00:13:51

cantidad de tiempo luego terminéis de verlo pero bueno lo hemos visto casi todo estábamos 00:13:58

Estamos hablando de los sistemas, decíamos acordados del sistema, rodeado del entorno o alrededores, se le puede llamar. Luego, lo que era un proceso, decíamos que un proceso es cualquier cambio o transformación que experimenta la materia. 00:14:08

Entonces, hay tipos de procesos que son irreversibles, que pueden tener lugar en un sentido y en el contrario, por ejemplo, una reacción química en equilibrio. 00:14:25

Y también los hay irreversibles, que tienen lugar en un solo sentido, ¿vale? 00:14:36

Entonces, en este proceso irreversible podríamos poner una reacción química en equilibrio en las dos flechas, a la derecha, hacia adelante y hacia atrás. 00:14:42

Y en el proceso irreversible solo tiene lugar en un sentido, por ejemplo, una reacción de combustión. 00:14:50

Otra manera de clasificar los procesos es según la variable que se mantiene constante durante el proceso. 00:14:58

Por ejemplo, podemos decir un proceso isotérmico cuando la temperatura es constante, no varía. 00:15:04

Isobárico, pues cuando la presión se mantiene constante, no varía. 00:15:12

isocórico, cuando el volumen permanece constante, aunque aquí no está escrito, 00:15:16

y adiabático, no hay intercambio de energía con el entorno, 00:15:22

entonces el sistema está aislado, es adiabático. 00:15:28

Antes de ver los cambios de estado, vamos a ver otro vídeo, 00:15:35

tenemos aquí, en relación a las variables, 00:15:38

lo que es una variable extensiva e intensiva y lo que es una función de estado. Es interesante verlo. 00:15:44

Muy buenas alumnos, aquí Brickinblad una vez más para hablar de química y en la clase de hoy vamos a estudiar 00:16:20

los distintos tipos de variables que tenemos en la termodinámica. 00:16:25

Una variable no es más que algo que se puede medir para describir un sistema, 00:16:30

como por ejemplo la masa, la temperatura, el volumen, la presión. Hay distintas variables 00:16:35

que se pueden utilizar para describir un sistema y mientras se pueda medir y utilizar entonces es 00:16:42

una variable. Sin embargo dentro de las variables tenemos dos grupos que se diferencian bastante. 00:16:48

Vamos a utilizar la pizarra. Tal y como os digo tenemos dos tipos de variables ¿de acuerdo? Unas 00:16:54

son las extensivas y otras son las intensivas pues bien vamos a empezar a añadir en esta tabla 00:16:59

distintas características de cada uno de estos tipos de variables las variables extensivas son 00:17:06

por definición las que dependen de la masa que tenemos en nuestro sistema y las intensivas no 00:17:13

dependen de la masa y esto es básicamente la descripción de qué es una propiedad extensiva 00:17:20

y una propiedad intensiva. Ahora voy a poneros aquí algunas cuantas que son extensivas e intensivas 00:17:25

para ver si hoy puede quedar un poquitín más claro. Por ejemplo, dentro de las extensivas tenemos la propia masa. 00:17:31

La masa es una variable extensiva ya que es algo que podemos medir y es extensivo ya que evidentemente 00:17:38

cuanto más masa tenemos, más masa tenemos. Igual que la masa, el volumen también podría ser otra variable extensiva. 00:17:45

Ya que a más masa tengamos de un producto, más volumen tendremos de éste. 00:17:55

Estas dos, por ejemplo, son propiedades extensivas bastante comunes de utilizar. 00:18:00

Y dentro de las intensivas, pues tenemos las que no dependen de la masa, como puede ser, por ejemplo, la temperatura, que es muy evidente. 00:18:05

Y es que podemos tener, por ejemplo, un kilo de arroz o 20 gramos de arroz y que estén a la misma temperatura. 00:18:14

La temperatura es algo que no depende de la masa, igual que no lo hace, por ejemplo, tampoco la presión. 00:18:20

Podríamos tener un mol de hidrógeno a una atmósfera y el mismo mol de hidrógeno a dos atmósferas. 00:18:26

Es algo que no depende de la masa que tengamos de producto, por lo tanto, es una propiedad intensiva. 00:18:32

Y esta es básicamente la descripción de los dos tipos de variables que podemos tener dentro de la termodinámica. 00:18:39

Sin embargo, os voy a presentar otra que también se utiliza mucho, que son las funciones de estado. 00:18:44

Muy bien, imaginaos que tenemos un sistema que vamos a llamar sistema 1, por decir algo, que ha empezado en un estado inicial y el mismo sistema, el sistema 1, ha llegado a un estado final. 00:18:49

Cuando digo un estado inicial y un estado final, puedo referirme que aquí a lo mejor estaba una temperatura y aquí está otra, aquí estaba bajo una presión y aquí está otra. Simplemente aquí ha ido de un estado a otro estado, aunque el sistema en sí es el mismo. 00:19:03

¿De acuerdo? Entonces este proceso puede suceder por distintas vías, puede ir a través de un gradiente directo o puede hacer cualquier historia, simplemente puedes venir de un estado inicial a un estado final por mil vías diferentes. 00:19:19

Por ejemplo, imaginaos que yo ahora quiero bajar la temperatura de este estado inicial a este estado final de 100ºC a 0ºC, pues puedo ir 99ºC, 98ºC, bla, bla, bla, hasta 0ºC, o puedo ir de 100ºC a 200ºC y luego bajar hasta 0ºC, o puedo bajar hasta menos 50ºC y luego ir a 0ºC, ¿vale? Podemos hacer este cambio de estado inicial a estado final de muchas maneras diferentes. 00:19:35

Pues muy bien, una función de estado es una variable que sólo depende de cómo se encuentra en el estado final, ¿de acuerdo? En el estado final o en el estado inicial. No depende para nada del camino que haya hecho. 00:20:00

Por ejemplo, lo que os he dicho, si yo aquí tengo la temperatura a 100ºC y yo aquí tengo la temperatura a 0ºC, la temperatura puede ser una variable de estado porque en el estado inicial será 100ºC y en el estado final será 0ºC, haga el camino que haga. 00:20:14

Por lo tanto, la temperatura es una función de estado. La temperatura sería una función de estado, la presión sería otra y el volumen sería otra función de estado, ya que por muchos caminos que hagas, si llegas a cierta temperatura, a cierta presión, a cierto volumen, al estado final, estos no dependen para nada del camino que hayas seguido. 00:20:33

como por ejemplo si depende el calor o el trabajo el calor que nosotros necesitaremos para bajar de 00:20:54

100 grados a 0 mediante un gradiente directo es totalmente diferente que el calor que necesitaremos 00:21:00

para pasar de 100 a 0 si subimos a 200 y luego bajamos de nuevo a 0 por lo tanto el calor no 00:21:06

es una función de estado mientras que si lo son por ejemplo la temperatura la presión el volumen 00:21:12

la masa los moles y este es otro tipo de variables que tenemos dentro de la termodinámica las 00:21:17

funciones de estado y aquí en esta tabla que veis ahora mismo tenemos un pequeño resumen de cuáles 00:21:22

son las variables que hemos visto en el vídeo de hoy las extensivas que son las que dependen de la 00:21:28

masa como por ejemplo la masa el volumen y demás las intensivas que son las que no dependen de la 00:21:33

masa como es por ejemplo la densidad la presión la temperatura y las funciones de estado que son 00:21:40

las que solamente dependen del estado en el que se encuentra el sistema 00:21:47

independientemente del camino que hayan utilizado para llegar hasta él. 00:21:52

Como por ejemplo la presión, la temperatura, el volumen, la masa, los moles... 00:21:56

Así que bueno, aquí tenéis una tablita resumen de todas las variables que hay en termodinámica. 00:22:01

Bueno, pues vamos a seguir. 00:22:06

Ya habéis visto lo que es una variable intensiva, extensiva y lo que es una función de estado. 00:22:12

Hay muchas variables que describen el estado del sistema, pero no todas son funciones de estado. Aquellas que para llegar de un estado a otro no depende del camino que se siga, esas son las funciones de estado. 00:22:19

Vamos a seguir. Ahora vamos a ver los cambios de estado. Sabéis que la materia se presenta en tres estados, sólido, líquido y gas, aunque también hablamos del estado plasma, que en física y química se denomina plasma, al cuarto estado de agregación de la materia, que es un estado fluido similar al gaseoso, pero donde las partículas están eléctricamente cargadas. 00:22:36

Bueno, nos vamos a centrar en los estados sólido, líquido y gaseoso, ¿vale? Este estado son características del estado líquido y gaseoso a la vez, pero solo se consigue a muy altas temperaturas. 00:23:05

Bueno, vamos a ver, si tenemos una sustancia, esta puede pasar de un estado a otro variando bien la temperatura o la presión o ambas a la vez, ¿vale? Que ya lo veremos. 00:23:18

Entonces, vamos a ver los… a ver si lo tenemos mejor, un dibujo mejor que este. Bueno, la presentación quizás me gusta más. Tenemos aquí el… aquí tenemos el resumen. Bueno, el estado de la materia. 00:23:30

Bueno, tenemos, hace poco lo repasé, el estado sólido, líquido y gaseoso. Bueno, pues para pasar del estado, cuando pasamos del estado sólido a líquido, hay un cambio de estado. Pues a este estado se le llama fusión y está en rojo. 00:23:49

Hay que aportar energía para que ocurra la fusión. Por ejemplo, si tenemos hielo, para que pase a agua líquida tenemos que darle calor. Y luego el estado de líquido a gas se llama vaporización. Lo vamos a ver que puede ocurrir por evaporación y por ebullición. También hay que aportar calor. 00:24:07

Y el estado de sólido a gas, sublimación directa. Y luego los estados inversos son de gas a líquido, condensación o licuación, se desprende calor en este caso, y de líquido a sólido, solidificación, también se desprende calor, o de gas a sólido, sublimación inversa o regresiva, también se desprende calor en este caso. 00:24:26

Los que están en rojo necesitan calor para que ocurran y los que están en azul desprenden calor. 00:24:51

Entonces, estamos aquí. 00:24:58

Decimos que una sustancia puede pasar de un estado a otro, líquido o gas, dependiendo de la variación de la temperatura y la presión que lo veremos más adelante. 00:25:03

Bueno, pues vamos a centrarnos ahora en la fusión y solidificación. 00:25:13

Bueno, ¿qué es la fusión? 00:25:17

Pues la fusión, como hemos visto, es el paso de sólido a líquido. Tenemos aquí en el libro unos cubos de hielo, se derriten, pasa agua líquida. Y la solidificación es el paso de líquido a sólido, al contrario. 00:25:19

Entonces, vamos a ver estas leyes de la fusión y la solidificación. Cada sustancia funde o solidifica a una temperatura fija. Es la misma temperatura, pero es en sentido inverso de la otra. Es decir, que la temperatura de fusión y solidificación es la misma. 00:25:33

cuando ocurre que la presión es de una atmósfera 00:25:50

a esa temperatura la que funde esa sustancia solidifica 00:25:54

se llama punto de fusión o punto de solidificación 00:25:57

entonces el punto de fusión es igual al punto de solidificación 00:26:00

como acabamos de decir 00:26:06

otra cosa, en los cambios de estado 00:26:08

mientras dura la fusión 00:26:10

mientras dura el cambio de estado o la solidificación 00:26:11

la temperatura se mantiene fija, constante 00:26:14

Es invariable. Y luego, si hay impurezas, cualquier impureza disminuye la temperatura de fusión o de solidificación de una sustancia. 00:26:19

Es que son temperaturas fijas, pero cuando hay impurezas, pues el intervalo también aumenta, el intervalo de fusión o de solidificación, y también disminuye la temperatura. 00:26:30

Entonces, la mayoría de las sustancias, al fundir, aumentan de volumen. Y cuando solidifican, disminuyen de volumen. 00:26:41

es el caso del agua, que es una excepción. El hielo aumenta de volumen, ¿vale? Al pasar 00:26:49

de líquido a sólido aumenta de volumen. Y la mayoría es al contrario, cuando es solidificante 00:26:57

es muy bien. Bueno, pues pensad en esto y luego lo podemos comentar a ver por qué importancia 00:27:02

tiene todo esto. Reflexiona, ¿vale? Vamos a ver ahora lo que es la vaporización. 00:27:09

Si os fijáis, si dejáis en verano, por ejemplo, agua en un recipiente, para que no se quede tan seco, vemos que este agua poco a poco va desapareciendo. 00:27:20

¿Qué le ha pasado a ese agua? ¿Cómo es posible que se evapore si la temperatura no es de 100 grados? Vamos a ver qué ocurre. 00:27:34

Y entonces la vaporización, hemos visto que era el paso de líquido a gas, lo teníamos aquí en el dibujo, cuando pasamos de líquido a gas es vaporización, pero se puede producir la vaporización de dos maneras, por evaporación y por ebullición, esta es la diferencia. 00:27:40

La evaporación es la vaporización, pero cuando hay evaporación solamente se evapora, la evaporación ocurre en la superficie, en la parte de arriba, en la superficie del líquido. 00:28:04

Y la evaporación puede ocurrir a cualquier temperatura, por eso tú puedes secar ropa a 30 grados, a 20, ¿vale? 00:28:16

¿Por qué ocurre esto? Porque hay un equilibrio líquido-vapor. Cuando el líquido se evapora también este se enfría, ¿vale? 00:28:22

Ahora, luego vemos qué diferencia hay entre la evaporación y la ebullición. En la evaporación hemos dicho que la evaporación ocurre en la superficie del litio, por eso si ponemos, por ejemplo, para que se evapore algo, ponemos cuando tú extiendes la ropa, si la extiendes se seca antes, porque hay más superficie en contacto con el aire, más de la ropa. 00:28:29

Los factores que influyen en la velocidad de evaporación son de la naturaleza del líquido, claro, no todos los líquidos son iguales, ¿no? Entonces, a mayor presión de vapor, a una determinada temperatura, más rápido se evapora y más volátil es el líquido. A mayor presión de vapor, a una temperatura, antes se evapora, más volátil. 00:28:59

De la superficie libre. A mayor superficie libre de un líquido, más rápido se evapora. Por ejemplo, lo que he dicho de la ropa. Si queremos que se seque la ropa, la ponemos muy extendida. 00:29:21

también depende de la temperatura 00:29:34

a mayor temperatura más evaporación 00:29:38

depende de lo renovado que está el aire 00:29:40

si el aire está muy saturado 00:29:44

entonces las corrientes de aire favorecen la evaporación 00:29:46

para secarnos el pelo también utilizamos un secador 00:29:51

con el que conseguimos una corriente de aire 00:29:54

caliente encima mejor 00:29:57

y la humedad atmosférica, si la atmósfera está seca 00:29:59

la evaporación es mayor, he dicho antes. 00:30:03

Bueno, a ver, ¿qué pensaríais? 00:30:08

¿Qué se evapora más rápidamente, el éter, el alcohol etílico o el agua? 00:30:10

El punto de ebullición del éter es 35 grados, 00:30:15

el del alcohol 78 y el del agua 100. 00:30:18

¿Qué se evapora antes? Pensad. 00:30:21

Bueno, vamos a ver ahora qué es la ebullición. 00:30:24

La ebullición es la vaporización, pero en toda la masa del líquido, 00:30:28

O sea, ves que cuando está, pones agua a hervir, si lo dejáis al mínimo, se calienta así lentamente, pues vais viendo que va desapareciendo el volumen de agua, se va evaporando. 00:30:32

Pero si lo ponéis, lo dejáis a una temperatura muy, bueno, lo dejáis a fuego máximo, ves que cuando empieza a alcanzar es como la vaporización tumultuosa, ¿no? 00:30:44

Entonces, la ebullición es la vaporización en toda la masa del líquido. 00:30:57

Todo el líquido se está moviendo, no solamente el de la superficie, todo él se mueve. 00:31:02

Entonces, las leyes de la ebullición son que cada líquido hierve a una determinada temperatura, 00:31:08

pero cuando la presión es de una atmósfera, esta temperatura se llama punto de ebullición. 00:31:14

Acordaos, la ebullición es la vaporización tumultuosa en toda la masa. 00:31:21

Toda la masa del líquido está moviéndose, no solo la superficie. Cuando hay un cambio de estado, mientras dura la ebullición, en el cambio de estado, la temperatura se mantiene constante. Cuando un líquido no es puro, pasa como antes, que va variando, la temperatura cambia. 00:31:25

Entonces, acordaos del aumento ebullioscópico. Cuando añadimos un soluto a un disolvente, aumenta la temperatura de ebullición. 00:31:45

Si la presión aumenta, también es verdad que cuando la presión aumenta, el punto de ebullición aumenta. 00:31:57

Cuando la presión disminuye, el punto de ebullición disminuye. Esto lo vemos experimentalmente en prácticas. 00:32:03

Vamos a ver ahora lo que es la condensación. La condensación y la sublimación. ¿Qué era la condensación? Fijaos, si pasamos de líquido a gas, vaporización de gas a líquido, condensación. 00:32:10

¿Vale? Y la sublimación, en la sublimación inversa pasamos, bueno, lo habéis visto antes, de gas a sólido y la directa de sólido a gas. 00:32:28

Bueno, vamos a ver qué pasa en invierno, que se empañan los cristales de las casas, a qué es debido. Bueno, la condensación o licuación es el paso de gas a líquido, ¿vale? Este es un proceso inverso a la evaporación, ¿vale? 00:32:42

Se consigue disminuyendo la temperatura o aumentando la presión. 00:33:03

Si disminuye la temperatura, se enfría. 00:33:09

Entonces, si las partículas estaban en estado gaseoso, muy agitadas, 00:33:12

al disminuir la temperatura, se enfrían y se empiezan a colocar, bueno, pasa el líquido. 00:33:17

Y al aumentar la presión, lo mismo, vas juntando las partículas. 00:33:22

En invierno, el vapor de agua condensa los cristales de las casas. 00:33:27

¿Por qué? Porque debido a que la temperatura del cristal es más baja que la del interior de la casa, el vapor de agua del ambiente se fría, pasa de vapor a líquido. 00:33:30

En una bombona de butano tenemos, por ejemplo, gas licuado a presión, o sea, hay que decir, unes las partículas y licúan. 00:33:46

Bueno, ¿qué es la sublimación? Pues el paso directo de sólido a gas. Aquí tenéis un dibujo, hay un vídeo, luego lo veis vosotros. El yodo, por ejemplo, tú lo calientas, entonces pasa directamente de sólido a gas sin pasar por el estado líquido. Lo calientas y luego se depositan las paredes del recipiente. 00:33:57

Por ejemplo, el yodo, el naftaleno. Vale. Yo creo que no le vamos a ver. Luego ya os digo, lo podéis ver en casa vosotros. 00:34:18

No sé si conocéis el proceso de la liofilización. Los medios de cultivo que veis aquí, que los vais a utilizar cuando preparéis los medios, vienen liofilizados en botes. 00:34:33

¿Qué significa? Que se ha quitado la humedad por este proceso llamado liofilización. 00:34:48

Aquí os podéis meter en la página y lo veis. 00:34:55

Y luego la cristalización por sublimación, hemos dicho paso directo de gas a sólido, 00:35:01

sin pasar por el estado líquido, pues vais a ver el vídeo. 00:35:06

Bueno, perdonad que acabo de deciros... 00:35:19

Os acabo de hablar de la cristalización por sublimación, sí, que es el paso directo de gas a sólido, de gas a sólido, no de sólido a gas, ¿vale?, sin pasar por el estado líquido. 00:35:23

Bueno, esto lo vamos a ver el próximo día. Y lo siguiente que vamos a ver es la energía y sus transformaciones. Os quiero dar esto en plan muy sencillito para ver si podemos hacer algún ejercicio. 00:35:36

¿Vale? Entonces, vamos a ver qué ocurre con las… habéis oído hablar del principio de conservación de la energía. 00:36:00

Los intercambios de energía entre un sistema y el entorno pueden tener lugar de dos maneras, o bien realizando un trabajo o intercambiando calor. 00:36:10

Entonces, vemos aquí en este esquema un sistema termodinámico típico en el que puede verse una caldera, que es la que suministra el calor, la entrada a la izquierda y después un condensador de calor a la derecha y vemos cómo se extrae el trabajo con una serie de pistones, ¿vale? 00:36:20

Entonces, ahí hay intercambio de trabajo y energía. ¿Cuándo se realiza trabajo? Cuando el sistema se desplaza bajo la acción de una fuerza, decíamos, por definición, el trabajo es igual a la fuerza realizada por el desplazamiento, ¿vale? 00:36:43

Entonces, la fórmula del trabajo, W es el trabajo, F es la fuerza y D es el desplazamiento. 00:37:00

En el sistema internacional, ¿en qué unidades se mide? 00:37:12

Sería, trabajo es igual en el sistema internacional, la fuerza en newton y el desplazamiento en metro. 00:37:15

O sea, esto es un julio, ¿vale? Newton por metro, esquema de trabajo realizado. 00:37:22

Cuando hay intercambio de calor, también para que lo veáis esto, vamos a ver, bueno, estos son los cambios de estado que hemos visto, los podéis repasar por aquí, vale, los que estamos viendo, evaporación, ebullición, si queréis lo repasamos, vamos a repasar un poco esto, lo que hemos visto, vale. 00:37:28

Las variables, aquello que se puede medir, nos describen el estado del sistema. 00:37:58

Variables termodinámicas habituales, el volumen, la temperatura, presión, calor, trabajo, energía interna. 00:38:04

Cuando los sistemas son abiertos, cerrados, aislados, lo repasáis, ¿vale? 00:38:11

Abiertos podían intercambiar materia y energía, cerrados solo pueden intercambiar energía pero no materia, 00:38:17

y los aislados no pueden intercambiar ni materia ni energía. 00:38:24

Veíamos en los procesos que eran los cambios, podían ser reversibles, que se puede pasar de nuevo al estado inicial, por ejemplo, el reversible, veis las dos flechas, y reversibles solamente van en un sentido. 00:38:28

Bueno, por ejemplo, en este caso vemos este es irreversible. Luego, tipos de procesos también isotérmicos. Un proceso isotérmico ISO es igual temperatura, temperatura constante. 00:38:45

Isocórico, volumen constante, isobárico, presión constante y adiabático, calor constante. 00:39:01

Luego, a continuación, vemos los pasos, los cambios de estado. 00:39:08

Decíamos que el paso de un estado a otro depende de las condiciones de presión y de temperatura. 00:39:15

Fijaos, cuando tenemos un sólido, veis que ordenadas están las partículas, vibran, pero están muy fijas, muy juntas. 00:39:20

Luego en el líquido van adquiriendo más energía, más movimiento y se va separando un poco, 00:39:27

aunque los líquidos no se pueden comprimir como los gases, apenas son compresibles, pero tienen una cierta movilidad. 00:39:35

Los líquidos se adaptan a la forma del recipiente que los contiene. 00:39:43

Pero los gases, fijaos, las partículas están más separadas y tienen mucha más libertad de movimiento. 00:39:46

Hasta aquí hemos visto lo que es la fusión, el paso de sólido a líquido, la solidificación, el paso de líquido a sólido. 00:39:53

Tienes que saber que mientras hay un cambio de estado, la temperatura permanece constante. 00:40:05

Entonces, en esta representación, temperatura frente al tiempo, si vemos un sólido que se va calentando, 00:40:10

Fijaos aquí, este sólido pasa de menos 10 a 0 grados, vamos suministrando calor, entonces cuando llega a la temperatura de fusión, pues tenemos sólido y líquido, mientras dura la fusión ves que la temperatura es constante, a 0 grados en el caso del hielo. 00:40:17

¿No? Vale. Aquí cuando teníamos a menos 10, como vamos a hacer problemas después de todo esto, pues vemos que tenemos que suministrar calor al hielo para que llegue hasta 0 grados. 00:40:38

Si está a menos 10, pues llega hasta 0 grados. Después, más calor para que funda. ¿Vale? 00:40:50

Después, una vez que ha fundido todo, ya tenemos estado líquido hasta que llegamos a los 100 grados. 00:40:58

Luego, otra vez, hay que suministrarle calor para llegar a 100 grados y luego para cambiar de estado de líquido a gas, pues veis que la temperatura también permanece constante. 00:41:04

Sin embargo, cuando va subiendo la temperatura en estado líquido, va cambiando. Aquí en el cambio de estado de líquido a gas, la temperatura es constante. Es esta representación. 00:41:15

Luego ya si seguimos aumentando la temperatura, aumentando, vamos suministrando más calor. 00:41:28

Bueno, pues hemos visto lo que es la vaporización, que se puede producir también por evaporación y por ebullición. La evaporación es el paso del líquido a gas en la superficie del líquido. La ebullición es el paso del líquido a gas por formación de burbujas en toda la masa. 00:41:35

¿Lo veis aquí? La condensación es justo al bajar la temperatura o por aumento de la presión, condensación es paso de gas a líquido. Es como el vapor condensa, al estar frío el cristal, se forman las gotas, ¿vale? Pasado de gas a líquido. 00:41:55

Bueno, luego esto es lo que os quiero explicar el próximo día. Hemos visto sublimación, paso de sólido a gas, ¿vale? 00:42:16

Bien, esto de los diagramas de fase lo voy a explicar más despacio, pero ya os digo. A ver, porque vamos a meter ahora con la energía y sus transformaciones, ¿vale? 00:42:27

Bueno, pues seguimos con la unidad. Vamos a ver, ¿qué es el calor? Pues que sabemos que el calor se transmite de los cuerpos más calientes a los cuerpos más fríos. El calor es energía en tránsito entre dos cuerpos que están a distinta temperatura, ¿vale? 00:42:41

Por eso el calor, tenéis aquí, que se intercambia cuando existe una diferencia de temperatura. 00:43:02

Entonces, siempre el calor es energía en tránsito, ¿vale? 00:43:08

Entonces, aquí, ya sabéis, estos textos están hechos por el ministerio. 00:43:15

Entonces, directamente tenéis aquí la ecuación del primer principio de la termodinámica, ¿vale? 00:43:23

Que luego lo explicamos. 00:43:34

Este incremento es la variación de incremento de energía, sería la energía interna. 00:43:37

Trabajo, vamos a verla aquí, la ecuación del primer principio de la termodinámica. 00:43:42

¿Sabéis? Es la energía interna. 00:43:51

La tengo yo, aquí. Vale. El primer principio de la termodinámica dice que el cambio de energía interna de un sistema, la energía interna de un sistema es la suma de todas las energías que tiene el sistema, ¿no? 00:43:54

Entonces, el cambio, cuando hay una variación en esa energía interna del sistema, ese cambio de energía interna es igual a la suma del calor intercambiado entre el sistema y los alrededores, más el trabajo realizado también entre el sistema y los alrededores. 00:44:11

Pero es que ese intercambio puede ser o bien que el sistema desprenda calor, lo ceda, o bien que absorba calor. Y lo mismo puede ser con el trabajo. Se puede realizar trabajo contra el sistema o el sistema puede realizar trabajo contra los alrededores. 00:44:34

Entonces, hay un criterio de signos para saber que lo vamos a ir viendo de poco en poco. Este sería el primer principio de la termodinámica. El elemento de U sería la energía interna, se puede llamar con una E, pero vale. 00:44:52

Entonces, lo que sí que es una función de estado es la energía interna. Antes hemos hablado de funciones de estado, pues la energía interna es una función de estado. 00:45:08

De momento, que os suene, este es el primer principio de la termodinámica. La variación de energía es igual al trabajo realizado por o sobre más el calor también intercambiado. 00:45:23

cambiado. La unidad de medida de energía, el julio, unidad de trabajo habitual, también 00:45:41

utilizamos mucho las calorías. Un julio equivale a 1,24 calorías, no, 0,24, perdón, 0,24 00:45:50

calorías y una caloría son 4,18 julios. Este es el primer principio de la termodinámica, 00:46:02

La variación de energía que experimenta un sistema es igual a la suma del trabajo y el calor. Pero, claro, también hablábamos del trabajo mecánico, que era igual a la fuerza por el desplazamiento. Ya no nos vamos a meter. 00:46:09

Y a lo que yo quería llegar ya luego es a estas dos fórmulas que ahora os explico, pero todo está súper resumido. 00:46:24

Entonces, veis aquí el primer principio de la termodinámica. Este incremento D es una variación de energía que experimente un sistema, energía final menos energía inicial. Pero la definición de calor es energía en tránsito que se transmite debido a una diferencia de temperatura entre dos cuerpos. Siempre se transmite del cuerpo más caliente al cuerpo más frío. 00:46:37

¿Cómo podemos decir qué es la temperatura? Pues digamos que la temperatura es como un estado de agitación que tienen las partículas, ¿no? Podemos decir, la unidad de calor y trabajo son las mismas. En el sistema internacional hemos dicho que es el julio, no hace falta que aprendáis esta definición de memoria, ¿vale? 00:47:03

Un kilojulio son 10 a la 3 julios, una caloría 4,18 julios, eso suele dar una kilocaloría 4,18 kilojulios, un julio 0,24 calorías, da igual que utilices un factor u otro, da lo mismo, ¿vale? 00:47:25

Bueno, pues que os vaya sonando esto. Entonces, también el trabajo es una energía que se transfiere debido a fuerzas aplicadas. El calor debido a diferencia de temperatura. Cuando hay trabajos hay fuerzas aplicadas. 00:47:43

Hay dos tipos de procesos según sea el intercambio de energía 00:48:03

Un proceso es endotérmico y otro son esotérmicos 00:48:09

Por ejemplo, muy típica reacción esotérmica, la reacción de combustión 00:48:13

Se desprende calor, un proceso es esotérmico, el sistema desprende energía en forma de calor 00:48:19

Y es negativa 00:48:24

Y el proceso es endotérmico cuando absorbe energía en forma de calor 00:48:26

y esta es positiva, de esto lo veremos despacio 00:48:32

pues lo que hemos visto, el trabajo se realiza 00:48:35

cuando el sistema se desplaza, se desplaza bajo la acción de una fuerza 00:48:40

¿vale? trabajo es igual a fuerza por desplazamiento 00:48:44

eso es súper resumido, resumido 00:48:47

todo esto 00:48:53

y a continuación 00:48:58

llegamos a las ecuaciones de la energía y sus transformaciones. 00:49:00

La ecuación fundamental de la calorimetría, esta nos sirve para calcular mucho calor intercambiado, 00:49:03

es igual a la masa por el calor específico por el incremento de temperatura. 00:49:12

Esta ecuación nos sirve para calcular el calor absorbido o cedido por una sustancia. 00:49:18

Cuando hay una diferencia de temperatura entre el estado inicial y final, 00:49:23

Por eso decíamos, energía en tránsito, ¿vale? Debido a diferencia de temperatura. Calor, veremos, igual a la masa por calor específico por incremento de temperatura. ¿Qué es el calor específico? Ojo, esto de capacidad calorífica, de momento, quítalo. Calor específico, la capacidad calorífica luego la veremos, ¿vale? 00:49:28

se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado de centígrado la temperatura de la masa de un gramo. 00:49:51

Por ejemplo, ¿qué significa? A ver, vamos a verlo con la pizarra. 00:50:01

El calor específico, por ejemplo, decimos el calor específico del agua, el H2O, es igual a 1. 00:50:14

¿Qué significa a una? Caloría, ahora pongo las unidades. ¿Qué significa eso? Calor específico del agua es igual a una caloría por cada gramo y grado centígrado. 00:50:24

Vale. Quiere decir que si yo quiero que el agua se caliente, tengo que aportarle una caloría por cada gramo de agua y grados centígrados. 00:50:42

Si yo quiero que suba la temperatura un grado centígrado, le tengo que aportar una caloría para que ese gramo suba la temperatura en un grado centígrado. 00:50:56

O sea, el calor específico de una sustancia es el calor que tengo que aportar a un gramo de una sustancia para elevar su temperatura en un grado centígrado. 00:51:09

Por eso es caloría por cada gramo que se calienta y por cada grado centígrado que sube su temperatura. 00:51:20

Este es el calor específico, vamos a poner de una sustancia, la que sea. 00:51:27

Para que sea, pero bueno, pues el calor específico en el caso del agua, por eso, en el caso del agua, es una caloría por cada gramo y grado centígrado. 00:51:33

Se puede poner, hay otras sustancias, por ejemplo, el calor específico del hielo, del hielo que es agua sólida, es igual, es 0,48 aproximadamente, 0,5 calorías por cada gramo y grado centígrado. 00:51:45

El hielo necesita 0,5 calorías, esto si lo expresamos en calorías, lo podemos expresar en julios, ¿vale? 0,5 calorías por cada gramo que se calienta y grado centígrado que sube su temperatura, ¿vale? 00:52:05

Por eso, cuando hacemos problemas de calor, aquí interviene el calor específico. 00:52:23

Depende de los gramos que tengamos y de los grados centígrados que queremos que suba su temperatura. 00:52:28

Esto en el caso de que le aportemos calor si lo desprende, ya luego hablamos también. 00:52:36

Entonces, estamos aquí. 00:52:43

Esta es la ecuación fundamental. 00:52:47

Por eso ponemos la masa, luego veremos a ver en qué unidades, el calor específico, que esto no os preocupéis porque esto es un dato constante que se os da, incremento de T. 00:52:48

Bueno, el incremento de T es temperatura final menos inicial, incremento de T, variación e incremento de temperatura. 00:52:59

T su F, temperatura final, T su I, inicial. 00:53:06

Luego, hay intercambios de calor en los cambios de estado. 00:53:11

Pero en los cambios de estado acabamos de ver que ahí no hay variación de temperatura. 00:53:14

Mientras dura el cambio de estado, la temperatura permanece constante. 00:53:18

Entonces, la fórmula que se utiliza en el cambio de estado es el calor, 00:53:23

mientras el cambio de estado es igual a la masa. 00:53:29

Yo quiero una masa de una sustancia que cambie su temperatura, 00:53:32

es igual a la masa por 00:53:37

C sub i es el calor de cambio de estado 00:53:39

el calor latente 00:53:42

por ejemplo, depende si es calor 00:53:43

mirad, ejemplo 00:53:45

esta C sub i 00:53:47

es el calor del cambio de estado 00:53:49

puede ser F de fusión 00:53:51

calor de fusión 00:53:53

o calor de vaporización, etc. 00:53:54

¿vale? pues esta C sub i 00:53:57

¿qué unidades tiene? 00:53:59

aquí, por ejemplo 00:54:01

nos la dan en calorías 00:54:03

partido por masa, calorías por cada gramo 00:54:05

quiere decir que, por ejemplo, el calor de fusión 00:54:09

del hielo son 80 calorías por cada gramo 00:54:13

quiere decir que para que funda un gramo de hielo yo le tengo que 00:54:17

aportar 80 calorías, o sea, el calor de fusión del hielo 00:54:21

es 80 calorías que hay que aportarle por cada gramo 00:54:25

que funda, por eso para hallar el calor de cambio de estado 00:54:28

sería igual. Cuando hagamos problemas a la masa que te dan, por ese calor, porque si por cada gramo 00:54:33

hay que aportar 80 calorías, ¿vale? Este 80 calorías por cada gramo significa que para que un gramo de hielo 00:54:40

pase a 0 grados, hay que aportarle, para que se funda, para que pase de sólido a líquido, hay que aportarle 00:54:49

80 calorías. ¿Lo veis? Para que un gramo de hielo 00:54:58

a cero grados pase, porque sabéis que el cambio de estado 00:55:02

ocurre a una temperatura constante, a cero grados, no sube ni baja. 00:55:06

Para que pase de sólido, del estado sólido al estado líquido, hay cambio 00:55:10

de estado, hay que aportarle 80 calorías. Eso es lo que significa 00:55:14

esta C sub i, C sub f, este C sub i, 00:55:18

el i puede ser C sub v o C sub f, 00:55:22

¿Vale? Calor de fusión, de vaporización, eso. Luego, veis que en las unidades del cambio de estado, el calor de cambio de estado, se llama calor latente porque es por cada gramo, si no sería calor molar. 00:55:26

Las unidades cuando es por gramo es calor latente. Ese se pone aquí en esta fórmula. Calor a la profundidad igual a m por c sub i. 00:55:43

Con esto es con lo que yo quería ahora, a continuación, hacer algún ejercicio fácil, sencillo. Empezamos por ahí, porque luego ya los problemas de calor… 00:55:56

¿Vale? Entonces, en esta fórmula de arriba, esta ecuación fundamental, este calor sería sensible, no hay cambio de estado, ¿vale? Y aquí sí hay cambio de estado. Entonces, por ejemplo, vamos a hacer un ejercicio sencillo. No sé si ha quedado… ¿Estáis ahí? 00:56:06

Aquí estamos. 00:56:27

¿Cómo lo llevas, Abel? Hoy no dices nada. Hemos visto muchas cosas. 00:56:29

Te estoy dejando hablar, profe. 00:56:35

Lo más fácil posible. Porque fíjate, el primer principio de la termodinámica, qué fácil es. Quiero decir que vamos a centrarnos tal cual está aquí en el tema, no vamos a ver más. 00:56:37

¿Sabes? Vamos a ver, es que no sé si poneros… ¿Le podéis ver en casa el vídeo que viene al principio? Yo creo que con esto no os quiero liar mucho más. 00:56:51

Ya, estas son las fórmulas que estamos viendo. Una cosa, el criterio de signos, este no lo hemos visto, hemos visto el primer principio de la termodinámica, os acordáis de la fórmula, incremento de energía interna es igual a Q más W, calor más trabajo intercambiado. 00:57:05

Os decía que el trabajo y el calor lo puede ceder el sistema o el sistema lo puede absorber. 00:57:25

Quiero decir, esto verde, el trabajo es mayor que cero cuando el sistema, el trabajo es realizado sobre el sistema. 00:57:34

¿Veis aquí la flecha verde? O sea, sobre el sistema. O sea, todo lo que entra al sistema es positivo. 00:57:41

El calor que entra al sistema es positivo, ¿lo ves? Y el trabajo es realizado sobre el sistema positivo. 00:57:47

Esto es un criterio de signos, según la IUPAC. Se considera positivo aquello que aumenta la energía interna del sistema. Es decir, el trabajo recibido, veis aquí, el trabajo recibido, la flecha verde sobre el sistema, trabajo mayor que cero, y el calor absorbido por el sistema quiere decir que se le da calor al sistema. 00:57:54

El sistema lo absorbe, entonces es positivo. Y es negativo cuando el sistema realiza el trabajo sobre los alrededores, es trabajo negativo, menor que cero. Y si el sistema desprende calor, también es ese calor menor que cero, como la reacción esotérmica. 00:58:17

Un proceso exotérmico, el sistema desprende energía en forma de calor y esta es negativa. Por ejemplo, la reacción de combustión se desprende calor y un proceso endotérmico cuando absorbe calor. 00:58:35

Hay reacciones que necesitan calor para que se formen y otras que lo desprenden. Pues cuando lo desprenden son exotérmicas y cuando lo absorben son endotérmicas, ¿vale? Esto lo más resumido posible. 00:58:54

No se puede, luego hay aquí algún vídeo más, pero bueno, ya lo veréis. Ya si nos ha dado tiempo hacer esto y un ejercicio súper sencillo que voy a empezar a hacer, esto de los criterios de signos, ¿lo habéis entendido? El criterio este. 00:59:10

Todo lo que entra, positivo 00:59:26

Todo lo que sale, negativo 00:59:29

Bueno, vamos a ver entonces aquí 00:59:31

Yo no tengo un ejercicio sencillo, sencillo 00:59:35

Esto va muy de lo más elemental 00:59:39

¿Y lo que es el concepto del calor específico? 00:59:40

¿Habéis entendido? 00:59:47

El calor específico de una sustancia es el calor 00:59:50

Que hay que suministrarle a una sustancia 00:59:55

a un gramo de una sustancia para elevar su temperatura en un grado centígrado. 00:59:58

Por eso decía, el calor específico, imagínate, del agua es igual a una. 01:00:08

El agua necesita una caloría, o sea, un gramo de agua necesita una caloría 01:00:16

para elevar su temperatura en un grado centígrado. 01:00:21

O sea, el agua necesita una caloría por cada gramo de agua que sube su temperatura en un grado de centígrado, una caloría por cada gramo grado de centígrado. Sin embargo, el CSUF, por ejemplo, calor latente de fusión del hielo, esto es una constante, el hielo necesita 80 calorías por cada gramo que se derrite, o sea, que funde, por eso es calor de fusión del hielo. 01:00:24

Bueno, pues el problema, diríamos, vamos a poner uno facilito. ¿Qué cantidad de calor hay que aportar? A ver, ¿qué cantidad de calor? Voy a hacerlo fácil, fácil. 01:00:52

De calor hay que aportar a 100 gramos de agua para subir su temperatura, para subir su temperatura, 01:01:05

uy, qué mal se escribe, temperatura de, vamos a poner, por ejemplo, de 30 grados centígrados a 50 grados centígrados. 01:01:31

Vamos a trabajar, vale, vamos a hacer este problema. 01:01:42

Aquí, si yo quiero que el agua pase de 30 a 50 grados, ¿va a cambiar de estado o en qué estado está? 01:01:46

Si está a 30 grados. 01:01:56

Respuesta 01:01:58

El agua está en estado 01:02:00

Líquido 01:02:02

Y si yo lo que está en 30 grados 01:02:03

En estado líquido 01:02:06

Si yo lo sigo haciendo en 30 01:02:07

Va a seguir estando en estado líquido 01:02:08

Sí, sigue igual 01:02:10

Sí que sigue igual 01:02:12

Vale, entonces 01:02:14

Ese calor que yo tengo que aportar 01:02:15

¿Cuál sería la fórmula? 01:02:18

De las dos que hemos visto antes 01:02:19

Como no hay cambio de estado 01:02:21

¿Cuál es el calor? 01:02:22

La fórmula que hay que poner 01:02:25

¿Sería un calor absorbido o desprendido? 01:02:27

Sería absorbido, ¿no? Es la de calor es igual a masa por... 01:02:34

¿Ponéis calor absorbido o si ponéis calor que cedemos al agua o que damos al agua? 01:02:37

O sea, es lo mismo, está bien puesto, ¿vale? 01:02:44

Pero que entendáis muy bien. 01:02:46

Hay que aportarle calor. 01:02:48

Espérate a ver que lo ponemos aquí. 01:02:49

Esto. 01:02:52

Vale, esto es súper fácil. 01:02:53

Esto vamos a más alimentar, pero es que luego ya hay problemas. 01:02:55

Luego ya veréis que luego ya se van complicando. Esto es lo elemental y lamentable. Venga, calor, Q mayúscula, Q minúscula, vamos a poner, Q absorbido, vale, Q absorbido es igual a la masa, se trata de agua, ¿no? Vale, a la masa, a 100 gramos de agua, por el calor específico y por el incremento de T. 01:02:57

Vamos a empezar igual. Venga, veréis cómo, en qué unidades me da el calor. Os he dicho que el trabajo y el calor en el sistema internacional viene dado en julios, pero también podemos ponerlo en calorías o kilocalorías, ¿vale? Y que está el equivalente entre el julio y la caloría, que también tampoco tenéis que saber de memoria, luego os lo aprenderéis. 01:03:20

Vamos, ¿cuánta masa tenemos? 100 gramos, ¿no? 100 gramos. Bueno, dato, yo os diría en el ejercicio, dato, calor específico del agua, ¿cuánto es hoy? A ver, ¿cuál es el calor específico del agua? 01:03:44

Aquí ya, es que estoy muy abajo y se me va. El calor específico del agua lo he puesto ahí arriba. Aquí lo tenemos. Esto es un dato, una constante. 01:04:03

Es una, ¿no? 01:04:18

Una caloría por cada gramo y grado centígrado. Del agua líquida, del hielo, antes os lo he dicho que era 0,5, pero bueno, eso se dice en el problema. 01:04:19

Vale, tenemos 100 gramos, es la masa por el calor específico, lo ponemos, ¿no? Una, calor específico del agua, mira, aquí, una caloría por cada gramo y grado centígrado. 01:04:31

¿Y qué temperatura tenemos? ¿Cuál es la temperatura final? 100 grados Celsius. 01:04:50

Esto no puede ser. Bueno, que es un despiste. Estamos. Masa, 100 gramos por calor específico, una caloría por cada gramo grado centígrado y por el incremento de temperatura son, ¿cuál es la final? 50, ¿no? Ponemos 50, como están en las mismas unidades, menos la inicial que es 30 grados centígrados. 01:05:20

Entonces, incremento de T, que sepáis, incremento de T, esto, incremento de T es temperatura final, final, esto luego ya lo aclararé, cuando empecemos a hacer problemas ya un poco más complicados, ya lo aclararé, temperatura final menos temperatura inicial, que son 50 menos 60 grados centígrados. 01:05:43

Luego ya veremos con el criterio de signos que el calor cedido es negativo y el absorbido es positivo 01:06:04

En este caso, el calor absorbido por el agua nos va a dar positivo 01:06:13

A ver, ¿cuál podemos simplificar? 01:06:20

Los grados centígrados con los grados centígrados, los gramos con los gramos y el calor me va a dar calorías 01:06:23

¿Vale? Tenemos 100 por 50 menos 30, 20. ¿20 por 100? ¿Cuánto me da la solución? 01:06:30

2.000 calorías. 01:06:41

2.000 calorías. ¿Vale? Puedo poner calorías o poner cal. 2.000 calorías. Estos hay problemas, luego haremos un montón. 01:06:42

Vale, luego, este calor me da positivo, pero porque el agua está absorbiendo calor. ¿Ya lo estáis viendo el ejemplo? Bueno, os voy a borrar esto. ¿Hay alguna duda con esto? No, no, es muy fácil. 01:06:51

Vamos a poner otro sencillito, a ver 01:07:07

¿Cuánto calor habrá que suministrar? 01:07:14

Ah, a ver, por partes 01:07:22

Y luego ya cuando hagamos los problemas 01:07:25

Ya después de Navidad 01:07:28

Haremos problemas ya completos 01:07:29

Donde haya varios apartados 01:07:31

¿Qué calor habrá que suministrar? 01:07:33

A ver 01:07:35

¿Qué cantidad de calor? Habrá que suministrar o absorberá 100 gramos de hielo a 0 grados centígrados para que fundan. 01:07:36

Para que fundan. ¿Qué significa esto? Que yo tengo 100 gramos de hielo a 0 grados, yo tengo estado sólido, tengo 100 grados de hielo, estado sólido, y quiero que haya una fusión, que fundan, ¿no? 01:08:15

estado líquido 01:08:39

pero a qué temperatura están 01:08:44

a qué temperatura ocurre 01:08:47

la fusión, a cero grados 01:08:49

entonces tengo el estado sólido 01:08:50

a cero grados centígrados 01:08:52

y quiero 01:08:54

que fundan, que pasen 01:08:56

al hielo líquido a cero grados 01:08:58

centígrados, o sea, no quiero 01:09:01

que el líquido se caliente más 01:09:03

ni el hielo estaba 01:09:04

a menos 10, porque luego ya 01:09:07

veréis cuando hagamos los problemas esos 01:09:08

En este caso, el hielo está a cero grados, pero yo quiero que se le suministre calor. ¿Cuánto hay que suministrarlo? ¿Cuánto calor absorberá para fundirse? Entonces, hay cambio de estado aquí. ¿Qué ecuación tenemos que poner? ¿Qué cambio de estado? ¿Cuál es la ecuación que ponemos? 01:09:10

Sería A del calor es igual a la masa por el calor de cambio de estado, ¿no? 01:09:30

Eso es, calor es igual a la masa por el calor latente, en este caso exterior, le llamo lambda, o C de, ¿os acordáis que antes? C de fusión, C de fusión, como queráis, podemos llamar lambda, la costumbre, pero bueno, ahí en el texto, pues calor latente de fusión, vale, dato del problema, dato. 01:09:35

C de fusión del hielo es igual a, a ver, son 79,7 me parece, pero ponemos aproximadamente 80. 01:10:01

En algunos problemas lo haremos con el dato exacto, pero bueno, aproximadamente 80 calorías por cada gramo. 01:10:14

Ves que aquí no hay grados centígrados porque la fusión ocurre a temperatura constante. 01:10:23

Vale, entonces este calor, ¿a qué se da igual? Calor absorbido por el hielo o que le suministramos es igual a la masa del hielo, ¿no? ¿Cuál es la masa del hielo? ¿Cuánto tenemos de hielo? 01:10:29

100 gramos. 01:10:44

Muy bien, Abel, estás muy calladito, no dices nada. 100 gramos, eso puede ser dos cosas, o que lo entiendas todo o que, qué sé yo, mejor lo primero, ¿no? 01:10:45

Venga, calor igual a 100 gramos. 01:10:58

Intento lo primero, que intento lo primero. 01:10:59

Vale, vale, me alegro. Venga, el calor es igual a la masa, que son 100 gramos por el calor latente de fusión del hielo, que son 80 calorías por cada gramo. Fijaos en qué unidades me da. Tacho los gramos y me da 8.000 calorías. 01:11:04

Ese es el calor que hay que aportar a los 100 gramos de hielo para que funda, porque no hemos tenido que aportar nada más porque el problema lo he puesto tan sencillo que solamente queremos que esos 100 gramos de hielo estén en estado sólido a cero grados y queremos que fundan, que pase a estado líquido, simplemente. 01:11:28

Pero luego ya los problemas se van complicando cuando vamos poniendo más apartados. Voy a ver si nos da tiempo por lo menos a plantear este. Me lo estoy inventando con la marcha. 01:11:52

A ver, vamos a poner un problema, por ejemplo, bueno, salimos con los 100 gramos, imaginaos que tenemos otro ejemplillo, tenemos 100 gramos de hielo a menos 5 grados centígrados. 01:12:05

Y queremos agua líquida, agua líquida a cero, o este es muy fácil porque lo quiero a cero grados centígrados. 01:12:35

Entonces, ¿qué calor habrá que aportar? ¿Qué calor absorberán? El hielo, ¿no? Habrá que suministrar. Habrá que suministrar. 01:12:57

Datos. Calor específico del hielo. A ver cuánto absorbe. 0,5 calorías por cada gramo y grado centígrado. 01:13:14

C, de fusión del hielo, calor latente de fusión del hielo, porque yo tengo hielo a menos 5, pero quiero agua líquida a 0 grados. 01:13:30

A ver qué es lo que pasa aquí. Bueno, pues este dato, calor latente de fusión del hielo igual a 80 calorías por cada gramo. 01:13:41

Bueno, ¿cómo puedo plantear este problema en cuantos apartados? Porque yo necesito, a ver, empezamos. 01:13:50

yo tengo hielo a menos 5 01:13:58

hielo quiere decir agua sólida 01:14:00

hielo a menos 5 01:14:04

a menos 5 grados centígrados 01:14:07

¿qué tendré que hacer primero? 01:14:12

¿a qué temperatura funde el hielo? 01:14:17

o sea, yo tengo hielo a menos 5 01:14:20

yo tendré que aportarle un calor 01:14:22

para que pase de hielo a menos 5 01:14:24

a hielo 01:14:27

sin cambiar de estado 01:14:29

a hielo a 0 grados centígrados 01:14:31

entonces 01:14:34

aquí hay que aportar un calor 01:14:36

1 para que pase 01:14:38

o sea, hay que hacer las dos 01:14:40

fórmulas, primero cuando cambia de estado 01:14:42

y luego cuando cambia de temperatura 01:14:44

sí, sí, sí, ya verás 01:14:46

a ver, yo lo voy poniendo 01:14:48

por partes, luego ya los problemas 01:14:50

que esto es lo más sencillo 01:14:52

siempre hay que hacerlo así, o sea, yo tengo 01:14:53

hielo que está a menos 5 01:14:56

pero quiero agua líquida 01:14:57

o sea, va a haber primero un calor intercambiado 01:14:59

que es un calor sensible 01:15:01

con la primera fórmula 01:15:03

para que el hielo a menos 5 grados pase a hielo a 0 01:15:04

entonces aquí la 01:15:07

formulita sería 01:15:09

uso 1 igual a la masa 01:15:10

aquí no hay cambio de estado 01:15:13

es 01:15:15

es sólido y sigue siendo 01:15:15

sólido pero a 0 grados, lo hemos calentado 01:15:19

masa por el calor específico 01:15:21

por el incremento de T 01:15:24

Aquí hay un calor intercambiado, hay que aportar calor. Pero luego, cuando tenemos el hielo a cero grados, ahora tiene que fundir. Entonces, tiene que haber un cambio de estado aquí. El hielo a cero grados pasa a agua líquida, porque el hielo también es agua, pero a cero grados centígrados. 01:15:25

¿Vale? ¿Qué fórmula hay que poner aquí? 01:15:48

Q2 01:15:51

Está aquí la del cambio de estado 01:15:51

O sea, para que el hielo 01:15:55

Funda a la temperatura constante 01:15:57

Hay que aportar un calor 01:15:59

Q2 01:16:00

Que es igual a la masa 01:16:02

Ojo 01:16:03

Es la masa del hielo, pero es que claro 01:16:05

Cuando os mande el problema 01:16:08

El siguiente problema ya es más complicado 01:16:10

Es igual 01:16:12

Q2 es igual a la masa 01:16:13

Por el incremento 01:16:15

perdón, el calor latente de fusión, este C sub F, que también me lo dan. 01:16:17

Hay que, este problema, entonces, diríamos, calor total, vamos a ponerlo en azul, 01:16:23

calor total, es que no sé si moverlo porque si no se me va a estropear, 01:16:29

Q, Q total es igual a Q sub 1 más Q sub 2, 01:16:34

calor que hay que aportar es lo mismo, calor absorbido por el hielo o calor que aportamos. 01:16:41

Entonces, esto es igual, uso uno, masa, por calor específico, masa del hielo, ¿vale? 01:16:47

Por calor específico del hielo, por incremento de T, más QT2, que es la masa, por el calor latente, de difusión, ¿vale? 01:16:55

Y así se hace. 01:17:07

Entonces, vale, borro, ¿qué hora es? 01:17:08

¿Sabríais hacer esto rápido? 01:17:12

Venga, a ver, ¿cómo lo sabes? 01:17:14

No, no quiero abusar. 01:17:17

Que lo haga otro. 01:17:21

Venga vosotros. 01:17:23

El que quiera. 01:17:25

Nadie. Bueno, entonces, 01:17:27

total, aquí será igual. 01:17:28

Venga, la masa de hielo, ¿qué eran? 100 gramos, ¿no? 01:17:30

100 gramos. 01:17:34

Estamos con hielo. 01:17:35

¿Cuál es el calor específico 01:17:37

del hielo? 0,5. 01:17:39

¿No? Calorías 01:17:41

por cada gramo, 01:17:43

100 gramos de centígrado. 01:17:44

¿Y qué incremento de temperatura? Ojo, aquí tenemos que poner temperatura final menos inicial. ¿Cuál es la final? Tenemos hielo a menos 5, hielo a 0 grados. Pues 0, que es la final, menos 5, que se convierte en un positivo. 01:17:45

¿Vale? Estos son grados centígrados. Estos son grados centígrados, sí. Vamos a poner un corchete, ya está. Más Q2 son 100, que es la masa, gramos por el calor latente, es 80 calorías por cada, ahí, ya sabía yo que me iba a pasar esto en cuanto te acercas un poco, por cada gramo, ¿vale? Calorías por gramo. 01:18:07

Bueno, igual a, venga, el primer caso son 100 por 0,5, 0 menos menos 5 son 5, ¿vale? 5 por 5, 25, bueno, son 2,5 por 100, 250. 01:18:36

En este caso, un momento, que simplifico, gramos con gramos, y grados centígrados con grados centígrados. 01:18:55

Mirad a ver si da eso exactamente. Yo creo que sí, vamos. 100, 250. ¿En qué unidades me quedan? En calorías. 250 calorías para que el hielo pase de menos 5 grados a cero. Por eso ponemos cero menos menos 5, porque la final es cero, ¿vale? Cero es mayor que menos 5. Al restarlo me queda más positivo. 01:19:02

daos cuenta que es un calor absorbido por el hielo más ahora el calor para que cambie de 01:19:26

estado que tenemos 100 gramos 100 gramos por 80 calorías por cada gramo simplificamos los 01:19:33

gramos tiene sentido no 100 por 80 por unidad 8000 las 8.000 calorías para fundirse y total 01:19:39

pues ya tenemos 8.250 01:19:49

calorías 01:19:52

bueno, pues ya os voy a plantear 01:19:55

esto lo habéis entendido 01:19:58

tenemos los dos casos 01:20:00

un poquito habéis entendido ya para 01:20:03

pero lo haces del tirón 01:20:06

que se hace 100 por 0.5 01:20:09

pero bueno, primero haces el corchete 01:20:14

y luego ya lo haces 01:20:16

Ah, esto de aquí dices 01:20:17

Claro 01:20:19

Te lo he puesto con el corchete 01:20:20

Para que lo veáis mejor 01:20:22

Porque, bueno, tú date cuenta 01:20:24

El 100 está multiplicando al 0,5 01:20:27

Y a su vez está multiplicando al corchete 01:20:29

Por eso haces primero el corchete 01:20:31

Para no liarte 01:20:33

Fíjate, 0 menos menos 5 01:20:34

Es 5 menos por menos más 01:20:37

Sí, sí, sí, va 01:20:39

Entonces, como están todos multiplicando 01:20:40

El 100, el 0,5 y el otro 01:20:43

Sí, sí, sí. 01:20:45

500 gramos de hielo, ¿cuál es el calor que absorben, que necesitamos aportar? 01:21:15

A 500 gramos de hielo a menos 10 grados centígrados para tener al final agua líquida a 50 grados centígrados. 01:21:25

Aquí, ¿cuántos términos tendrías que poner? 01:21:54

En este hemos utilizado dos. En este siguiente ya necesitamos otro más. Primero el hielo tiene que pasar de menos 10 a cero, siendo hielo. Luego el hielo a cero grados tiene que fundir otro calor con otra fórmula. 01:21:58

Y luego cuando tengas agua líquida, que ha pasado de sólido a líquido, a fundido, ese agua líquida que está a cero grados hay que subir su temperatura a 50. O sea que aquí tienes que poner tres calores. 01:22:17

Q total es igual a curso 1 más curso 2 más curso 3 01:22:31

¿Lo veis? 01:22:35

Pues eso es lo que quiero que penséis 01:22:38

Aquí ya, mira, por aquí viene Conchi 01:22:41

¿Me dejo aquí? 01:22:44

Sí, sí 01:22:46

Venga chicos 01:22:47

Si queréis alguna duda, aquí voy a estar hasta el viernes 01:22:50

Más o menos vais repasando esto 01:22:56

y el próximo día pues 01:22:58

hacemos un repaso, a lo mejor 01:23:00

nos han sido muchas cosas, pero bueno 01:23:02