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Transferencia de energía

Física y Química · Unidad 10

Calor es transferencia de energía; temperatura no es cantidad de calor almacenada.

Lecciones del tema

Resumen y esquema de decisión

Calor es transferencia de energía; temperatura no es cantidad de calor almacenada.

  1. Comprueba si cambia temperatura o fase.
  2. Divide el proceso en etapas cuando ambas ocurren.
  3. Escribe el balance con signos.
  4. Declara aislamiento y capacidades térmicas despreciadas.

01 · Calor, temperatura y energía interna

Distinguir calor y temperatura y aplicar el primer principio con un convenio de signos explícito.

  • El sistema y el convenio de signos.
  • No: transferencia frente a función de estado.

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02 · Balances sencillos y cambios de estado

Resolver calorimetría y cambios de estado comprobando primero qué fase final es posible.

  • Q=mcΔT con c aproximadamente constante.
  • Q=mL.

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03 · Problemas integrados y revisión de modelos

Integrar química, mecánica y energía en problemas multietapa y revisar el alcance de cada modelo.

  • Sistema, incógnita, datos y unidades.
  • Energía por mol, cantidad reaccionada y fracción transferida.

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Formulario del tema

Calor, temperatura y energía interna

Q = m c Δ T sin cambio de fase y  c  constante
Calor, temperatura y energía interna · expresión 1
Δ U = Q − W ( W  realizado por el sistema )
Calor, temperatura y energía interna · expresión 2

Balances sencillos y cambios de estado

Q = m L cambio de fase a presión fijada
Balances sencillos y cambios de estado · expresión 1
∑ i Q i = 0 sistema térmicamente aislado
Balances sencillos y cambios de estado · expresión 2

Problemas integrados y revisión de modelos

Δ E = E entrada − E salida
Problemas integrados y revisión de modelos · expresión 1
η = E ú til E entrada con fronteras coherentes
Problemas integrados y revisión de modelos · expresión 2

Refuerzo 1 · Recuperación activa

Cierra los apuntes. Escribe una respuesta antes de revelar cada criterio; después compárala y corrige lo que falte.

¿Calor y energía interna son lo mismo?

No: transferencia frente a función de estado.

¿Qué fórmula usa un cambio de estado?

Q=mL.

¿Qué puede conectar química y calorimetría?

Energía por mol, cantidad reaccionada y fracción transferida.

Refuerzo 2 · Detecta el error

Una resolución afirma: Mientras hierve agua a presión constante, todo calor adicional eleva su temperatura.

Localiza el fallo, explica por qué no es válido y corrígelo antes de abrir la respuesta.

Contrastar mi corrección

Durante el cambio de fase en equilibrio, la energía se emplea en vaporizar y la temperatura permanece aproximadamente constante a presión fijada, hasta terminar esa etapa.

Refuerzo 3 · Reto de transferencia

Se mezclan 100 g de agua a 80 °C con 200 g a 20 °C en un recipiente ideal aislado. Misma capacidad calorífica y sin cambios de fase. Halla T final.

Ver desarrollo y comprobación

100c(T−80)+200c(T−20)=0. Se cancela c: 300T−12000=0, luego T=40 °C. Está entre las temperaturas iniciales y más cerca de la del agua de mayor masa.

Refuerzo 4 · Minitest mixto

Nueve preguntas del banco de las tres lecciones, reunidas para practicar la elección del método. Se reutilizan preguntas, no se presentan como un banco nuevo.

Calor es…

  1. Energía transferida por diferencia de temperatura
  2. Una cantidad de temperatura almacenada
  3. Siempre energía interna total
Solución y explicación

Respuesta: Energía transferida por diferencia de temperatura. Es una forma de transferencia, no una función de estado almacenada.

Durante fusión en equilibrio a presión fija…

  1. La temperatura debe subir siempre
  2. Puede absorberse energía a temperatura constante
  3. El calor es cero
Solución y explicación

Respuesta: Puede absorberse energía a temperatura constante. La energía se usa en el cambio de fase.

En una cadena de cálculo conviene…

  1. Conservar unidades en cada etapa
  2. Usar todos los datos aunque sobren
  3. Redondear cada operación a un entero
Solución y explicación

Respuesta: Conservar unidades en cada etapa. Las unidades y relaciones intermedias permiten auditar el razonamiento.

Adiabático significa…

  1. Temperatura constante siempre
  2. Q=0
  3. Trabajo cero siempre
Solución y explicación

Respuesta: Q=0. La temperatura puede cambiar por trabajo.

Antes de calcular T final con hielo hay que…

  1. Promediar siempre temperaturas
  2. Ignorar el calor latente
  3. Comprobar si se funde todo
Solución y explicación

Respuesta: Comprobar si se funde todo. Puede quedar una mezcla de fases a la temperatura de fusión.

El rendimiento por sí solo determina todos los reactivos reales sobrantes…

  1. Siempre
  2. No sin conocer la causa del rendimiento
  3. Solo si es menor del 100 %
Solución y explicación

Respuesta: No sin conocer la causa del rendimiento. Pérdidas de recuperación y reacciones secundarias pueden producir el mismo rendimiento con consumos distintos.

Con ΔU=Q−W, una compresión tiene W…

  1. Positivo siempre
  2. Cero siempre
  3. Negativo si el gas recibe trabajo de compresión
Solución y explicación

Respuesta: Negativo si el gas recibe trabajo de compresión. W se define como trabajo realizado por el sistema.

Capacidad calorífica C y calor específico c se relacionan como…

  1. C=mc
  2. C=c/m siempre
  3. Son idénticos sin unidades
Solución y explicación

Respuesta: C=mc. C se refiere al cuerpo; c a la unidad de masa.

100 J de energía equivalen directamente a…

  1. 100 °C
  2. 100 K
  3. Ninguna temperatura sin datos adicionales
Solución y explicación

Respuesta: Ninguna temperatura sin datos adicionales. La relación depende del sistema y de sus propiedades.

Refuerzo 5 · Flashcards del tema

Las doce tarjetas se comparten con las lecciones: son las mismas tarjetas, no doce duplicados que haya que estudiar dos veces.

¿Qué debe declararse en el primer principio?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

El sistema y el convenio de signos.

Intenta responder antes de mirar.

¿Calor y energía interna son lo mismo?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

No: transferencia frente a función de estado.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué implica isotermo para un gas ideal?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

ΔU=0, no necesariamente Q=0 ni W=0.

Intenta responder antes de mirar.

¿Unidad de pΔV en SI?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Pa·m³=J.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué fórmula usa un cambio sin fase?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Q=mcΔT con c aproximadamente constante.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué fórmula usa un cambio de estado?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Q=mL.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué balance aplica una mezcla aislada?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

La suma de calores de todas sus partes es cero.

Intenta responder antes de mirar.

¿Cuándo incluir el recipiente?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Cuando su capacidad calorífica no se desprecia.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué revisar primero en un problema integrado?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Sistema, incógnita, datos y unidades.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué puede conectar química y calorimetría?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Energía por mol, cantidad reaccionada y fracción transferida.

Intenta responder antes de mirar.

¿Por qué separar etapas?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Cada una puede requerir un modelo y una conservación diferente.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué registrar al corregir?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

El concepto o paso que falló, además del resultado correcto.

Intenta responder antes de mirar.

Refuerzo 6 · Mezcla con un tema anterior

Cambia de procedimiento para comprobar si puedes elegirlo sin que el título del tema te lo indique.

Un proceso tiene rendimiento 80 % y debe entregar 400 J útiles. ¿Qué energía de entrada necesita?

Comparar mi solución

E_entrada=400/0,80=500 J. Los 100 J restantes son energía no útil para el objetivo definido.

Necesito repasar la base de este problema

Un bloque recorre 2 m por un plano con N=20 N y μ_k=0,10. Calcula trabajo de rozamiento.

Comparar mi solución

W_r=−0,10·20·2=−4 J. No se usa la altura vertical en lugar de la distancia de deslizamiento.

Necesito repasar la base de este problema

Un plan de repaso adaptable

Hoy: haz el reto y registra el error. En 1 día: recupera las tarjetas difíciles. En 3 días: resuelve de nuevo sin mirar. En 7 días: mezcla este tema con otro. En 14 días: revisa lo que siga costando. Adelanta o retrasa sesiones según el examen y tu recuerdo real; estas fechas son una pauta, no una receta óptima universal.

Marca «lo recordaba» solo si pudiste responder antes de ver la solución. Estudiar no consiste en pasar tarjetas rápidamente.

Mi registro de errores

Se guarda solo en este navegador.

Fuentes y revisión editorial

Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.

Recursos para dominar este tema

Cuando termines las lecciones, utiliza estos cuatro recursos según lo que necesites: repasar, practicar, comprobarte o corregir errores.