CALOR Y TEMPERATURA
Calor.
Energía resultante de
diferentes tipos de combustiones. Como
energía, el calor puede ser producido por diferentes
métodos.
Obviamente, la presencia de calor sobre una
superficie tiene por consecuencia la elevación de su temperatura y la consiguiente adquisición
de calor interno. De acuerdo a las leyes de la termodinámica,
el calor de un objeto o superficie
se mantiene si el sistema de calor del susodicho elemento
es cerrado, como sucede por ejemplo con el Sol. El calor es, además, la energía
que se transfiere de un cuerpo
a otro al salir de ese sistema cerrado hasta llegar a uno nuevo. Cuando se habla de calor como la temperatura estacional típica
del verano, se está haciendo referencia al fenómeno ambiental que hace que los
espacios estén naturalmente cálidos
sin necesidad de calefacción
artificial.
A lo largo de las últimas décadas,
la temperatura del Planeta Tierra
ha mostrado importantes variaciones, sobre todo por el aumento del calor y de
las temperaturas de su
superficie y de su atmósfera, creándose el ya conocido fenómeno del efecto invernadero.Si le damos un
martillazo con toda la fuerza a una moneda. Queda caliente.¿Porqué?Rta:
Porque la energía cinética que tenía el martillo se transformó en calor.El calor es una forma de energía. Esa es la
idea.
Si le damos un
martillazo con toda la fuerza a una moneda. Queda caliente,
porque la energía cinética que tenía el martillo se transformó en calor. El calor es una forma de energía.
Temperatura. Es aquella propiedad física o magnitud
que nos permite conocer cuánto frío o calor
presenta el cuerpo de una persona, un objeto o
una región determinada.
Entonces, si le
medimos la temperatura
a un objeto
caliente este tendrá una temperatura mayor. La temperatura está
íntimamente relacionada con la energía interna del sistema termodinámico de un
cuerpo, en tanto, esta energía, a su vez, está relacionada con el movimiento de
las partículas que integran ese sistema, de lo que se desprende que a mayor
temperatura de ese sistema sensible, la temperatura de ese cuerpo u objeto será
mayor.
La
única y más
precisa forma de
medir la temperatura es a través
de un termómetro, el o
los cuales pueden
estar calibrados según diversas escalas
de medición de
la misma. La unidad
de temperatura en el sistema internacional de unidades es el Kelvin, en
tanto y fuera de
un contexto científico nos encontramos con
el uso de
otras escalas como ser
la escala Celsius
o centígrada y
en aquellos países de origen
anglosajón la Fahrenheit.
Un
concepto estrechamente vinculado
al de la temperatura es
el de sensación
térmica. La sensación térmica es la forma en la cual el
cuerpo humano percibe la temperatura de los
objetos y del
entorno, aunque obviamente
esta medición es
mucho más compleja
y estará supeditada y
permeable a diferentes
sensaciones, es posible
simular en un
termómetro la sensación térmica
tal cual la percibe un cuerpo humano.
El calor representa la cantidad de
energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia
de temperatura entre ambos.
El tipo de
energía que se
pone en juego
en los fenómenos caloríficos
se denomina energía
térmica. El carácter
energético del calor
lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo
mecánico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas
limitaciones a este
tipo de conversión,
lo cual hace
que sólo una
fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de
trabajo útil.
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
Cuando calentamos un objeto su
temperatura aumenta. El calor es la energía total del movimiento molecular en una
sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El
calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su
tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo.
Por ejemplo,
la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura
de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo
tanto más energía térmica total.
El
calor es lo
que hace que
la temperatura aumente
o disminuya. Si
añadimos calor, la temperatura aumenta. Si
quitamos calor, la
temperatura disminuye. Las temperaturas
más altas tienen lugar cuando las
moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.La temperatura no
es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía
ESCALAS TERMOMETRICAS
En todo cuerpo
material la variación
de la temperatura
va acompañada de la
correspondiente variación de otras propiedades medibles, de modo que a
cada valor de aquélla le corresponde un solo valor de ésta.
Para definir
una escala de
temperaturas es necesario
elegir una propiedad
termométrica que reúna las
siguientes condiciones:
a. La
expresión matemática de
la relación entre
la propiedad y
la temperatura debe
ser conocida.
b. La propiedad termométrica debe ser lo bastante
sensible a las variaciones de temperatura como para poder detectar, con una
precisión aceptable, pequeños cambios térmicos.
c. El rango de temperatura accesible debe ser
suficientemente grande.
ESCALA CELSIUS. El
científico sueco Anders
Celsius (1701-1744) construyó
por primera vez
la escala termométrica que
lleva su nombre.
Eligió como puntos
fijos el de
fusión del hielo
y el de ebullición del agua, tras advertir que las
temperaturas a las que se verificaban
tales cambios de estado eran constantes
a la presión atmosférica. Asignó
al primero el
valor 0 y
al segundo el valor 100, con lo cual fijó el valor del
grado centígrado o grado Celsius (ºC) como la centésima parte del intervalo de
temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos.
ESCALA FAHRENHEIT. La escala Fahrenheit difiere de
la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño
de los grados. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo
el valor 212.
ESCALA KELVIN. La escala de temperaturas adoptada por el SI es la
llamada escala absoluta o Kelvin. En
ella el tamaño de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la
escala se fija en el -273,16 ºC. Este punto llamado cero absoluto de
temperaturas es tal que a dicha temperatura desaparece la agitación
molecular, por lo
que, según el
significado que la
teoría cinética atribuye
a la magnitud temperatura,
no tiene sentido
hablar de valores
inferiores a él.
El cero absoluto constituye un
límite inferior natural
de temperaturas, lo
que hace que en la
escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero
(negativas).
Ejercicios con conversion de temperaturas Aqui
El
hecho de que las dimensiones
de los cuerpos, por
lo general, aumenten
regularmente con la temperatura, ha dado lugar a la
utilización de tales dimensiones como propiedades termométricas y constituyen el fundamento de la mayor parte de los
termómetros ordinarios.
Los termómetros de líquidos, como los de alcohol
coloreado empleados en meteorología o los de mercurio, de uso clínico, se
basan en el
fenómeno de la
dilatación y emplean
como propiedad termométrica
el volumen del líquido correspondiente.
Dilatación en los sólidos. En los
sólidos, la dilatación
térmica es menos
visible que en
los líquidos y los
gases, porque las fuerzas de cohesión son más intensas.
Se clasifica en:
Dilatación lineal. Se refiere a la variación de
longitud que tiene lugar en
un cuerpo cuando
una dimensión predomina sobre
el resto, como sucede
en un hilo,
una barra o un alambre:
La longitud
de una varilla
o de un
hilo metálico puede
utilizarse, asimismo, como
propiedad termométrica. Su ley de variación con la
temperatura para rangos no muy amplios
(de 0º a 100 ºC) es del tipo:
Δ l = α x 1 x Δt
Δt = tf -ti
donde lt representa el valor de la longitud a
t grados centígrados, α el valor a cero grados y es un parámetro o
constante característica de
la sustancia que
se denomina coeficiente de
dilatación lineal y Δt que es la diferencia de
temperatura.
Dilatación superficial. Si una dimensión es
mucho menor que las otras dos, como sucede en láminas y planchas,
se mide la
variación de su área:
ΔS = γ x A x Δt
Análogamente a la
expresión de la
dilatación lineal, Af y Ai
hacen referencia a las superficies
final e inicial, respectivamente; Δt, a la variación de temperatura, y γ
representa, en este caso, el coeficiente de dilatación superficial.
Dilatación cúbica. Cuando todas las dimensiones del cuerpo
son similares, se estudia el aumento de volumen del cuerpo sólido, de modo que
el volumen final viene dado por la expresión:
ΔV = β x V x Δt
Los
coeficientes de dilatación superficial y
cúbica, se
calculan a partir
del coeficiente de dilatación lineal.
γ = 2α
β = 3α
Ejercicios dilatacion termica. Aqui
Obtenido de:
https://www.edistribucion.es/anayaeducacion/8450043/recursos/u_07/ep7/p_dilatacion_termica.pdf
Fisica I - SEP
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