taller de lectura. TEMPERATURA Y CALOR

TEMPERATURA Y CALOR: 1. Sea un gas ideal: encerrado en un recipiente. El gas está constituido por muchas partículas,
pequeñas idénticas entre sí, se golpean mutuamente y golpean las paredes del recipiente ejerciendo fuerzas sobre estas,
aumentando la velocidad, así mismo a medida que aumenta la frecuencia de choques, aumenta la presión. 2. Ahora aplicamos calor,
al gas le colocamos un termómetro y un manómetro. 3. Crece la presión debido al aumento de la velocidad de las partículas, la
temperatura cambia porque el termómetro recibe golpes de las partículas con mayor frecuencia, el gas al recibir calor aumento la
rapidez promedio de sus moléculas. Debido a esto se puede definir calor como la energía cinética que intercambian las moléculas
de do s cuerpo debido a la diferencia de temperatura entre ellos, y temperatura es una cantidad cuya medida hace referencia a la
energía cinética interna, promedio por molécula de un cuerpo. (Figura 1)
UNIDADES DE CALOR. La unidad de calor en e l SI de unidades es el JOULE. También se emplea la caloría. 1 caloría es la
cantidad de calor que se debe transmitir a 1 gramo de agua para que su temperatura se eleve 10 C. (1 cal=4,18 J).
TRANSMISIÓN DE CALOR. Ejemplos.
Conducción: La temperatura del cuerpo humano normalmente se mantiene en unos 37oC, la del ambiente en general es menor. Por
este motivo hay una continua transmisión de calor de nuestro cuerpo hacia el medio circundante. Si la temperatura del medio se
mantiene baja, la transmisión de calor es más rápida esto provoca sensación de frío. Las prendas de abrigo atenúan esta sensación
(están hechas de materiales aislantes, como la lana), y reducen la cantidad de calor que se transmite de nuestro cuerpo al exterior.
Cuando tocamos una pieza de metal y un pedazo de madera, situados ambos en el mismo ambiente, es decir, a la misma
temperatura, el metal da la sensación de estar más frío que la madera. Esto sucede porque el metal es mejor conductor térmico que la
madera, habrá una mayor transferencia de calor, de nuestra mano al metal que hacia la madera.
Convección: en los refrigeradores se observan las corrientes de convección. En la parte superior, las capas de aire que se
encuentran en contacto con el congelador, le ceden calor por conducción. Debido a esto, el aire de esta región se vuelve más denso y
se dirige hacia la parte inferior del refrigerador, mientras que las capas de aire que hay se encuentran se desplazan hacia arriba. Esta
circulación de masas de aire, hace que la temperatura sea aproximadamente igual en todos los puntos del interior del refrigerador.
Radiación: El calor que llega del sol se transmite por el proceso de radiación térmica. Todos los cuerpos calientes emiten radiaciones
térmicas que cuando son absorbidas por otro cuerpo, provocan un aumento de temperatura. Estas radiaciones así como las ondas de
radio, la luz, los rayos X entre otros, son ondas electromagnéticas capaces de propagarse en el vacío. Cuando la radiación incide en
un cuerpo, parte de ella se absorbe y parte de ella se refleja. Los cuerpos oscuros absorben la mayor parte de la radiación que incide
en ellos. Es por esto que un objeto negro puesto al sol, su temperatura es considerablemente más elevada. Los cuerpos claros
reflejan casi en su totalidad la radiación térmica incidente, en los climas calurosos personas suelen usar ropa blanca.
SISTEMA: región del espacio definida por un observador que relaciona una porción de materia y su entorno. Todo aquello que no sea
parte del sistema se considera sus ALREDEDORES. Los sistemas pueden ser abiertos, aquel que intercambia materia a través de
sus fronteras (una cafetera hirviendo, un ser humano), estos sistemas también pueden intercambiar energía, calor, trabajo a través de
sus fronteras. En los sistemas cerrados no hay transferencia de masa a través de sus fronteras, este sistema puede intercambiar
diferentes formas de energía, por esto puede cambiar. Por ejemplo: helio contenido en un globo que se calienta bajo la radiación solar,
la frontera (el látex del globo) es flexible, pero impermeable a la masa.
VARIABLES DE ESTADO: son las que tiene relación con el estado interno del sistema, como la masa, el volumen, temperatura,
presión, energía interna, el sistema está en estado de equilibrio sí ninguna de estas cantidades cambia, estas variables de estado son
macroscópicas, son medibles por algún instrumento, además son magnitudes que estimamos necesario o conveniente especificar
para dar una descripción macroscópica del sistema. Se clasifican en: A.INTENSIVAS: si su valor no depende de la cantidad de
sistema considerado, por ejemplo: temperatura, densidad, presión, concentración. B. EXTENSIVAS: si su valor depende de la
cantidad o porción de sistema que se considera, por ejemplo: masa, volumen, energía interna.
¿El calor es una variable de estado? No. Los cuerpos no tienen calor, los cuerpos tienen energía cinética “interna” y por eso tienen
energía. En forma semejante, un bloque que cae debido a la acción de la gravedad no posee trabajo aunque la tierra efectúa trabajo
sobre él, lo que adquiere es energía cinética.
CAPACIDAD CALORÍFICA Al suministrar calor Q a un cuerpo, se obtiene aumento de temperatura Δt. Se define capacidad calórica
del cuerpo: C=Q/Δt; unidades (cal/o C), en el SI (Joules/o C).
CALOR ESPECIFICO: es la cantidad de calor que se le debe suministrar a una unidad de masa para elevar su temperatura un grado.
c= Q/mΔt; unidades (cal/o C.g), en el SI (Joules/o C.kg), únicamente depende del tipo de material, cada sustancia tiene su propio valor.
Ejemplo, el agua tiene mayor calor específico (consultar tabla de calores específicos y copiarla en el cuaderno), por lo tanto tarda más
en elevar su temperatura y a la vez tarda más tiempo en enfriarse, por esto es ideal para sistemas de calefacción.
EQUILIBRIO TÉRMICO. Es el estado en el cual fluye el calor hasta que todas las partes del sistema estén a la misma
temperatura (figura 1). Al igualarse las temperaturas se suspende el flujo de calor, y el sistema formados por esos
cuerpos llega a su equilibrio térmico. Qganado =-Qperdido.