Fundamentos de Termodinámica y Método Científico: Conceptos Clave

Definiciones Fundamentales

Definiciones:

Temperatura: La temperatura de un cuerpo es una propiedad que depende de los movimientos de sus partículas.

Temperatura (T): La temperatura (T) de un cuerpo es una medida de la energía cinética media de las partículas que lo forman.

Energía interna: Se llama energía interna de un cuerpo a la energía total de todas las partículas que lo forman.

Calor: El calor es la energía que se intercambia cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están a distinta temperatura.

Dos cuerpos están en equilibrio térmico cuando: Se ponen en contacto 2 cuerpos que se encuentran a distinta temperatura, el que está a mayor temperatura cede calor al que tiene menor temperatura, hasta que los 2 están a la misma temperatura.

Calor y dilatación: En general, cuando un cuerpo recibe calor, aumenta de tamaño y se dilata; cuando pierde calor, disminuye de tamaño y se contrae.

Dependiendo de cómo son sus partículas, los cuerpos pueden ser:

• Buenos conductores del calor, como los metales.
• Malos conductores del calor, como la madera o el plástico. Los malos conductores se utilizan como aislantes.

La convección: Es el modo en que se propaga el calor en los líquidos y en los gases.

En los fluidos (líquidos y gases), las partículas se mueven más que en los sólidos. Cuando se calienta el fluido que está abajo, sus partículas se mueven hacia arriba. El hueco que dejan será ocupado por las partículas más frías que, al entrar en contacto con el foco de calor, se calientan y vuelven a subir. Como resultado, se produce una corriente de convección que hace circular el calor por el fluido.

La radiación: Es el modo en que se propaga el calor sin que intervenga ningún medio material.

El Método Científico

Se denomina método científico al procedimiento que siguen las personas de ciencia para estudiar los problemas y llegar a conclusiones ciertas.

Pasos del Método Científico

1. La observación:
   Consiste en analizar el fenómeno utilizando nuestros sentidos. Como resultado de la observación se identifica el problema y nos hacemos preguntas sobre él.
2. La hipótesis:
   Es una suposición sobre un hecho real. Deben formularse de forma concreta y se debe poder comprobar.
3. La experimentación:
   Es repetir el fenómeno observado en condiciones controladas, para saber qué variables influyen en él y cómo lo hacen.

Tipos de Variables

• Variables independientes: Aquellas cuyos valores podemos elegir libremente.
• Variables dependientes: Aquellas cuyos valores quedan establecidos por las anteriores.
• Variables controladas: Aquellas cuyos valores permanecen fijos.

4. El análisis de los resultados: tablas y gráficas
   Una tabla permite organizar los datos en filas y columnas. En cada columna se presentan los datos de una característica del problema, es decir, una variable. En cada fila se colocan valores de cada variable para una medición.
5. Definición de leyes:
   Una ley científica es el enunciado de una hipótesis confirmada.
6. Las teorías:
   Una teoría científica es una explicación a una serie de hechos demostrados mediante leyes científicas. Permite predecir fenómenos desconocidos.
7. Comunicación de resultados:
   Para que la ciencia avance hay que comunicar los resultados de los estudios científicos.

Estructura de un Informe Científico

1. Título 2. Introducción 3. Metodología 4. Resultados 5. Discusión de los resultados 6. Resumen y conclusión final 7. Bibliografía

Medida y Magnitud

Llamamos magnitud a cualquier característica de la materia o de los cambios que experimenta, que se puede medir, es decir, que se puede expresar con un número y una unidad. Magnitud fundamental y derivada.

Medir una magnitud es compararla con una cantidad de su misma naturaleza que llamamos unidad para ver cuántas veces la contiene.

El Sistema Internacional de Unidades (SI) está formado por las siete magnitudes fundamentales y sus unidades básicas.

Tabla unidades derivadas del sistema internacional

Densidad, Factor de Conversión y Notación Científica

Densidad y Problemas:

Factor de Conversión:

Notación Científica

Consiste en escribir las cantidades con una cifra entera, los decimales y una potencia de diez.

0,0007820 = 7.82 . 10^-4