TERMODINÁMICA. APRENDE RÁPIDO y FÁCIL TODO sobre TEMPERATURA [ENTRA y APRENDE MUCHO MÁS SOBRE TERMO]

00:16:04
https://www.youtube.com/watch?v=_7CMxhrSXaQ

摘要

TLDREn este video de asesoría educativa, se explica la primera propiedad de sistemas termodinámicos, definiendo la termodinámica como una parte de la física que estudia la energía. Se describen tres tipos de sistemas: cerrados (sin intercambio de masa con el entorno pero con intercambio de energía), aislados (sin intercambio de masa ni energía) y abiertos (con intercambio de masa y energía). El video profundiza en las propiedades de estos sistemas, como las extensivas e intensivas, y discute la importancia del equilibrio térmico y la transferencia de calor. Además, se aborda la ley cero de la termodinámica y se explican las escalas de temperatura, incluidas las conversiones entre grados Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankine. La clase visualiza cómo realizar estas conversiones a través de ejemplos y fórmulas sencillas.

心得

  • 📚 La termodinámica estudia la energía y los sistemas.
  • 🔄 Hay tres tipos de sistemas: cerrados, aislados y abiertos.
  • 🌡️ El equilibrio térmico ocurre cuando dos cuerpos alcanzan la misma temperatura.
  • 0️⃣ La ley cero de la termodinámica establece el equilibrio entre cuerpos.
  • 📏 Las escalas de temperatura incluyen Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankine.
  • 🔀 Convertir entre Celsius y Fahrenheit usando (9/5)+32 o revertir.
  • ♨️ El punto de ebullición del agua es 100°C o 212°F, congelación a 0°C o 32°F.
  • 🥶 Kelvin inicia en el cero absoluto a -273°C.
  • 🔣 Las propiedades pueden ser extensivas o intensivas.
  • 💡 Entender conversiones es esencial en ejercicios termodinámicos.

时间轴

  • 00:00:00 - 00:05:00

    La termodinámica se define como la rama de la física que estudia la energía. Se introduce el concepto de sistema termodinámico con tres características principales: sistemas cerrados, aislados y abiertos. Los sistemas cerrados permiten la transferencia de energía pero no de masa, los aislados no permiten la transferencia de ni masa ni energía, y los abiertos permiten ambas transferencias. Los sistemas abiertos también son conocidos como volumen de control. Las propiedades de estos sistemas se dividen en extensivas e intensivas, mientras que las específicas son la relación entre propiedades extensivas y masa. La clase se centra en explicar la temperatura como una propiedad esencial en termodinámica, destacando que el calor se transfiere desde cuerpos de mayor a menor temperatura hasta alcanzar el equilibrio térmico, lo que lleva a la formulación de la ley cero de la termodinámica.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    Se detallan los puntos de referencia para medir temperatura, como el punto de congelación y ebullición del agua en Celsius y Fahrenheit, y el concepto del cero absoluto. Se establecen las escalas Kelvin y Rankine como medidas absolutas de temperatura, comenzando desde el cero absoluto. Las conversiones entre estas escalas se explican: de Celsius a Kelvin sumando 273, y de Fahrenheit a Rankine sumando 460. Se menciona la importancia de comprender y usar adecuadamente estas conversiones en ejercicios termodinámicos para trabajar con temperaturas absolutas.

  • 00:10:00 - 00:16:04

    Se introduce una metodología para convertir temperaturas entre Celsius y Fahrenheit, utilizando una ecuación lineal que representa la relación entre ambas escalas. Se explica cómo usar este método para transformar valores de temperatura y se realiza un ejemplo práctico de conversión de 20 grados Celsius a Fahrenheit. La fórmula útil para estas conversiones se destaca, incluyendo cómo revertir el proceso para ir de Fahrenheit a Celsius. Se finaliza incentivando a suscribirse al canal y compartir la información si resulta útil para el aprendizaje de otras personas.

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常见问题

  • ¿Qué características tienen los sistemas termodinámicos?

    Los sistemas termodinámicos pueden ser cerrados, aislados o abiertos dependiendo de si permiten la transferencia de masa y/o energía.

  • ¿Cuál es la ley cero de la termodinámica?

    La ley cero de la termodinámica establece que si un cuerpo A está en equilibrio térmico con un cuerpo B y B con un cuerpo C, entonces A y C también están en equilibrio térmico.

  • ¿Qué es el equilibrio térmico?

    Es el estado en el que dos cuerpos que se comunican transfieren calor hasta alcanzar la misma temperatura.

  • ¿Cuáles son las diferencias entre propiedades extensivas e intensivas?

    Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa, mientras que las propiedades intensivas no dependen de ella.

  • ¿Cómo se transforman grados centígrados a Fahrenheit?

    La fórmula es temperatura en Fahrenheit = (9/5) * temperatura en centígrados + 32.

  • ¿Qué sucede cuando dos cuerpos tienen diferentes temperaturas?

    El calor fluye del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura hasta que se equilibran térmicamente.

  • ¿Cuáles son los puntos de ebullición y congelación del agua en distintas escalas de temperatura?

    En Celsius, el agua hierve a 100 grados y se congela a 0 grados. En Fahrenheit, hierve a 212 grados y se congela a 32 grados.

  • ¿Cómo se establece la escala de temperatura Kelvin?

    En Kelvin, el 0 absoluto es -273 grados Celsius, y la escala comienza desde 0, aumentando con el calor.

  • ¿Qué es una temperatura absoluta?

    Es una medida de temperatura en la que el cero corresponde al cero absoluto, como en las escalas Kelvin y Rankine.

  • ¿Cómo convertir temperatura Fahrenheit a Kelvin?

    Primero convertir a Celsius usando (F - 32) x 5/9, luego convertir Celsius a Kelvin sumando 273.15.

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    [Música]
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    bienvenidos a la mejor asesoría
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    educativa en esta oportunidad hablaremos
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    acerca de la primera propiedad de
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    sistemas recordemos que la termodinámica
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    la definimos como una rama de la física
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    que estudia la energía además hablamos
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    de que el primer paso para resolver
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    ejercicios es fijar un sistema
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    termodinámico los cuales pueden ser de
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    estas tres características cerrados
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    donde no hay transmisión de masa con los
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    alrededores pero si de energía aislados
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    donde no hay transmisión ni de masa ni
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    de energía y los abiertos donde si hay
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    transmisión de masa y energía con los
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    alrededores recordemos que los sistemas
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    abiertos también toman el nombre de
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    volumen de control si te has perdido de
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    la clase donde se dio un nutrido número
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    de ejemplos de este tipo de sistemas no
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    te preocupes acá en la mejor asesoría
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    educativa te dejamos toda la mano entra
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    acá en la esquina superior derecha de la
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    pantalla y disfruta de una genial vídeo
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    clase donde de forma rápida y sencilla
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    comprenderás perfectamente el detalle de
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    cada uno de estos sistemas también se
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    dijo que esto
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    temas tienen ciertas características o
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    propiedades y se había explicado que
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    entre ellas están las propiedades
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    extensivas destacadas en rojo y las
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    propiedades intensivas destacadas en
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    azul además habíamos deducido las
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    propiedades específicas que no son más
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    que dividir una propiedad extensiva
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    entre la masa entre ellas figuran el
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    volumen específico la energía interna
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    específica la entropía específica y la
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    entropía específica si te has perdido de
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    esta vídeo clase no te preocupes
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    acá siempre te dejamos toda la mano
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    entra acá en la esquina superior derecha
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    de la pantalla y profundiza más acerca
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    de las propiedades extensivas intensivas
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    y específicas de los sistemas
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    termodinámicos hoy comenzaremos a dar
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    explicación acerca de las propiedades
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    más importantes en termodinámica entre
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    ellas la temperatura al cual está
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    dedicado el vídeo de hoy la temperatura
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    tiene muchas definiciones entre ellas
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    podemos acoger la siguiente
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    y térmico de un cuerpo imaginemos los
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    cuerpos un cuerpo de 80 grados
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    centígrados y un cuerpo de 30 grados
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    centígrados cuando un cuerpo tiene
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    cierta temperatura lo podemos percibir
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    fácilmente cuando encendemos nuestra
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    cocina y hervimos el agua cuando
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    congelamos una gelatina etcétera ahora
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    bien si estos dos cuerpos los acercamos
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    de seguro se generará una transferencia
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    de calor fluirá calor desde el cuerpo de
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    mayor temperatura hacia el cuerpo de
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    menor temperatura esto siempre ocurrirá
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    el calor lo vamos a denotar con la letra
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    q y existirá flujo de calor siempre y
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    cuando exista una diferencia de
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    temperatura y el mismo siempre fluirá
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    desde el cuerpo de mayor temperatura
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    hacia el cuerpo de menor temperatura
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    pero fluirá infinitamente no fluirá
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    hasta que ambos cuerpos lleguen a un
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    equilibrio térmico que es un equilibrio
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    térmico cuando los cuerpos tienen la
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    misma temperatura por
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    si estos dos cuerpos llegan a
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    equilibrarse a 55 grados centígrados
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    ambos ya no existirá un flujo de calor
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    el calor será igual a cero porque porque
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    las temperaturas se han equilibrado
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    ahora son y cuál es este equilibrio
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    térmico nos conduce a la ley cero de la
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    termodinámica si un cuerpo está en
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    equilibrio térmico con un cuerpo ve y un
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    cuerpo ve está en equilibrio térmico con
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    un cuerpo se entonces
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    el cuerpo a estará también en equilibrio
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    térmico con el cuerpo ce por supuesto si
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    estos dos primeros cuerpos están en
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    equilibrio es porque la temperatura es
  • 00:04:14
    igual a la temperatura ve y si estos
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    otros dos cuerpos también están en
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    equilibrio es porque la temperatura ve
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    es igual a la temperatura ce y
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    lógicamente si la temperatura es igual a
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    la temperatura ve y la temperatura ve es
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    igual a la temperatura ce entonces
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    necesariamente la temperatura debe ser
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    igual a la temperatura ce que es lo que
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    está ocurriendo en el equilibrio final
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    la temperatura debe ser igual a la
  • 00:04:42
    temperatura ce y este sencillo análisis
  • 00:04:45
    térmico es lo que se conoce como la ley
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    cero de la termodinámica finalizamos el
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    vídeo hablando acerca de las unidades de
  • 00:04:53
    temperatura supongamos que en
  • 00:04:55
    condiciones normales tenemos un fluido
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    en este caso el agua
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    que es muy conocido por todos nosotros
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    las condiciones normales tienen como
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    valores los siguientes la temperatura
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    ambiente de 25 grados centígrados y la
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    presión ambiente de una atmósfera en el
  • 00:05:15
    próximo vídeo vamos a detallar qué es
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    presión y cuáles son sus distintas
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    unidades para establecer la unidad de
  • 00:05:22
    temperatura se tomó el agua y desde una
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    temperatura ambiente se le comenzó a
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    suministrar calor hasta que el mismo
  • 00:05:30
    comenzó a hervir a 100 grados
  • 00:05:35
    centígrados y luego se le comenzó a
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    extraer calor hasta que se congeló a una
  • 00:05:40
    temperatura de cero grados centígrados
  • 00:05:43
    en el mismo experimento se le continúa
  • 00:05:45
    extrayendo calor extrayendo calor es
  • 00:05:48
    decir enfriando enfriando enfriando
  • 00:05:51
    hasta que se observó que la temperatura
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    más baja a la cual podía llegar era de
  • 00:05:57
    aproximadamente menos 273 grados
  • 00:06:02
    centígrados lo mismo se realizó pero en
  • 00:06:05
    grados fahrenheit
  • 00:06:07
    el punto de ebullición del agua en
  • 00:06:08
    grados fahrenheit es de 212 grados
  • 00:06:12
    fahrenheit mientras que el punto de
  • 00:06:14
    congelación es de 32 grados fahrenheit y
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    cuando se continúa enfriando la mínima
  • 00:06:21
    temperatura alcanzada es de
  • 00:06:23
    aproximadamente menos 460 grados
  • 00:06:28
    fahrenheit posteriormente se
  • 00:06:31
    establecieron las unidades de kelvin
  • 00:06:33
    y ranking
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    estas unidades que elvin y rankings
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    son conocidas como escalas de
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    temperatura vamos a denotar la
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    temperatura con la letra t mayúscula
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    absolutas y en este momento te
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    preguntarás pero cuáles son sus valores
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    fíjate atención en la columna de grados
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    centígrados
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    las temperaturas absolutas siempre
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    comienzan como cero en el cero absoluto
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    en este último cero absoluto siempre y
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    comienzan a medirse de cero en adelante
  • 00:07:09
    lo mismo sucede para la escala al
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    ranking también comienza con cero ambas
  • 00:07:15
    siempre comienzan a medirse desde cero
  • 00:07:19
    ahora bien fija su atención en la
  • 00:07:20
    columna de grados centígrados si
  • 00:07:22
    queremos transformar estas temperaturas
  • 00:07:24
    a grados kelvin sabiendo que menos 273
  • 00:07:28
    grados centígrados equivalen a 0 kelvin
  • 00:07:31
    que debemos hacer evidentemente debemos
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    sumar un valor de 273 porque menos 273
  • 00:07:39
    273
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    es igual al cero absoluto a este cero
  • 00:07:43
    que está acá por lo tanto podemos
  • 00:07:45
    establecer lo siguiente
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    la temperatura en grados kelvin será
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    igual a la temperatura en grados
  • 00:07:52
    centígrados más 273 así para el punto de
  • 00:07:58
    congelación del agua que vale 0 grados
  • 00:08:00
    centígrados si a 0 le sumamos 273 se
  • 00:08:04
    obtiene 273 kelvin si al punto de
  • 00:08:08
    ebullición del agua que vale 100 grados
  • 00:08:11
    centígrados le sumamos 273 obtenemos 373
  • 00:08:16
    kelvin y esta columna en grados kelvin
  • 00:08:19
    representa temperaturas absolutas de
  • 00:08:23
    manera que cuando en los ejercicios te
  • 00:08:26
    indique se deben tener las unidades de
  • 00:08:28
    temperatura en grados absolutos ya sabes
  • 00:08:31
    que te estoy invitando a aplicar esta
  • 00:08:34
    sencilla transformación así se logran
  • 00:08:37
    transformar temperaturas en grados
  • 00:08:39
    centígrados a temperaturas absolutas a
  • 00:08:41
    temperaturas en grados kelvin de manera
  • 00:08:45
    semejante se trabaja con esta segunda
  • 00:08:47
    columna la temperatura en grados
  • 00:08:49
    fahrenheit en esta columna de grados
  • 00:08:51
    fahrenheit
  • 00:08:53
    y la temperatura mínima es de menos 460
  • 00:08:56
    grados fahrenheit
  • 00:08:58
    si queremos obtener este 0 absoluto en
  • 00:09:02
    grados rankings que debemos hacer
  • 00:09:05
    evidentemente debemos sumar 460 porque
  • 00:09:09
    menos 460 más 460 genera este cero
  • 00:09:14
    absoluto de tal forma que para obtener
  • 00:09:17
    las temperaturas en grados rankings
  • 00:09:20
    simplemente se deben tomar las
  • 00:09:22
    temperaturas en grados fahrenheit y
  • 00:09:25
    sumarles 460 de esta forma se lograrán
  • 00:09:30
    obtener temperaturas absolutas cuando
  • 00:09:33
    las mismas estén dadas en grados
  • 00:09:35
    fahrenheit por ejemplo el punto de
  • 00:09:38
    ebullición del agua que vale 212 grados
  • 00:09:41
    fahrenheit a una presión de una
  • 00:09:44
    atmósfera a cuántos grados rankings
  • 00:09:46
    equivale 212 grados fahrenheit
  • 00:09:48
    simplemente se le suma 460 212 460 son
  • 00:09:54
    600 72 grados ranking y si fijamos ahora
  • 00:09:58
    nuestra atención acá en el punto de
  • 00:10:00
    congelación del agua que vale 32 grados
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    fahrenheit para transformar 32 grados
  • 00:10:05
    fahrenheit a grados absolutos ranking
  • 00:10:07
    simplemente se le suma 460 32 más 460 es
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    igual a 400 92 grados ranking y que
  • 00:10:17
    sucedería en el caso en que te veas en
  • 00:10:19
    la necesidad de transformar temperaturas
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    de grados centígrados
  • 00:10:24
    a grado fahrenheit o viceversa para ello
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    se utilizaría esta información ésta que
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    se encuentra cada destacada los valores
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    del punto de ebullición y los valores
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    del punto de congelación observa acá en
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    la esquina inferior izquierda de la
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    pantalla se visualiza un resumen de la
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    tabla ya mencionada punto de ebullición
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    para el agua y el punto de congelación
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    para el agua tanto en grados centígrados
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    como en grados fahrenheit en el eje x
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    horizontal vamos a dibujar las
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    temperaturas en grados centígrados y en
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    el eje vertical vamos a dibujar las
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    temperaturas en grados fahrenheit en el
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    gráfico se visualizan los dos puntos de
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    la tabla las coordenadas de este punto p
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    1 acá se visualiza recuerda que x
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    representa la temperatura en grados
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    centígrados y la temperatura en grado
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    fahrenheit para el punto de congelación
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    x vale 0 y lleva de 32 por ello esta
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    altura de acá hasta acá es 32 mientras
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    que para el punto de ebullición es decir
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    el punto donde el agua hierve a una
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    presión de una atmósfera tiene por
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    coordenadas en x 100 que es la
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    temperatura en grados centígrados
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    y en llegue 212 que la temperatura en
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    grados fahrenheit
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    es decir en x 100 así y en 212 así ahora
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    bien estas escalas guardan una relación
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    lineal
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    tal como se visualiza en pantalla es
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    decir una línea recta y se puede
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    conseguir la ecuación de una línea recta
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    que pasa por dos puntos sigue si se
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    puede recuerda la ecuación de una línea
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    recta que pasa por dos puntos la
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    ecuación de esta recta es ésta y menos
  • 00:11:58
    de uno igual a la pendiente de la recta
  • 00:12:01
    por x menos x 1 en este caso x 1 es
  • 00:12:06
    igual a 0 que es la coordenada en x del
  • 00:12:09
    punto 1 y es uno vale 32 que es la
  • 00:12:14
    coordenada y del punto 1 pero quién es
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    la pendiente de esta recta recordemos
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    que la pendiente de la recta se calcula
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    a través de la siguiente fórmula y es u2
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    menos y es 1 sobre x 2 - x sub 1 esto es
  • 00:12:28
    igual a fíjate atención en las
  • 00:12:30
    coordenadas de p1 y p2 y ap-1 está
  • 00:12:32
    definido x sub 10 y es 132 de tal forma
  • 00:12:35
    que x
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    vale 100 y esos dos vale 212 vamos a
  • 00:12:41
    proceder a sustituir acá en la fórmula
  • 00:12:43
    de la pendiente se tendría que sus dos
  • 00:12:44
    que es 212 - y es uno que es 32 sobre x
  • 00:12:49
    sus 2 que es igual a 100 menos x1 que es
  • 00:12:53
    igual a cero y esto será igual a 212
  • 00:12:56
    menos 32 180 dividido entre 100 esta
  • 00:13:01
    fracción la podemos simplificar este 0
  • 00:13:03
    cancela con 0 quedando 18 sobre 10 pero
  • 00:13:07
    la mitad de 18 es 9 y la mitad de 10
  • 00:13:10
    -cinco de tal forma que la pendiente de
  • 00:13:12
    esa línea recta es 9 quintos así la
  • 00:13:15
    ecuación de esta línea recta sería menos
  • 00:13:17
    y es uno y es uno vale 32 que es la
  • 00:13:20
    coordenadas del punto p 1 igual a la
  • 00:13:23
    pendiente que vale 9 quintos
  • 00:13:26
    por x x 1 x 1 es la coordenada en x del
  • 00:13:30
    punto 1 que ya sabemos que vale 0 esta
  • 00:13:33
    ecuación se puede escribir así igual 9
  • 00:13:36
    quintos de x 9 quintos de x y este 32
  • 00:13:41
    que está negativo a la izquierda pasa a
  • 00:13:43
    la derecha positivo vamos a abrir más
  • 00:13:45
    espacio en la pizarra
  • 00:13:48
    para continuar trabajando recordando que
  • 00:13:51
    ya representa las temperaturas en grados
  • 00:13:53
    fahrenheit se puede escribir la
  • 00:13:55
    temperatura en grados fahrenheit sería
  • 00:13:57
    igual a nueve quintos de equis pero
  • 00:14:00
    quienes x x representa las temperaturas
  • 00:14:03
    en grados centígrados más 32 así esta
  • 00:14:07
    fórmula nos permite transformar
  • 00:14:09
    temperaturas de grados centígrados a
  • 00:14:11
    grados fahrenheit por ejemplo si tenemos
  • 00:14:14
    una temperatura en grados centígrados
  • 00:14:16
    igual a 20 20 grados centígrados y la
  • 00:14:20
    queremos conocer en grados fahrenheit
  • 00:14:22
    simplemente sustituimos en esta fórmula
  • 00:14:24
    así la temperatura en grados fahrenheit
  • 00:14:28
    es igual a nueve quintos
  • 00:14:31
    la temperatura en grados centígrados es
  • 00:14:33
    20 más 32
  • 00:14:36
    esto sería igual a 9 por 20 son 180 y
  • 00:14:40
    180 entre 5 36 más 32 finalmente esto es
  • 00:14:45
    igual a 68 grados fahrenheit de tal
  • 00:14:50
    forma que 20 grados centígrados
  • 00:14:52
    equivalen a 68 grados fahrenheit que
  • 00:14:58
    fácil y sencillo es vale destacar que
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    esta ecuación también se consigue
  • 00:15:01
    escrita así temperatura en grados
  • 00:15:03
    fahrenheit igual 9 en 35 es 18 18 veces
  • 00:15:09
    la temperatura en grados centígrados más
  • 00:15:11
    32 y si tenemos la temperatura en grados
  • 00:15:14
    fahrenheit y la necesitamos transformar
  • 00:15:16
    a grados centígrados simplemente de esta
  • 00:15:19
    ecuación se despejaría la temperatura en
  • 00:15:21
    grados centígrados así la temperatura en
  • 00:15:24
    grados centígrados sería igual a este 32
  • 00:15:27
    positivos va a ser la izquierda negativo
  • 00:15:29
    temperatura en grados fahrenheit
  • 00:15:32
    - 32 este 5 que está dividiendo pasa
  • 00:15:36
    multiplicando y este 9 que está
  • 00:15:38
    multiplicando pasaría dividiendo y esta
  • 00:15:41
    fórmula nos permitiría transformar
  • 00:15:43
    temperaturas de grados fahrenheit a
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    grados centígrados
  • 00:15:49
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