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  • 1. EL CALOR Y LA TEMPERATURA1. DEFINICIÓN:El calor está definido como la forma de energía que se transfiereentre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo quese encuentran a distintas temperaturas, sin embargo entermodinámica generalmente el término calor significa simplementetransferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desdeel cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menortemperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerposse encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejadaen una habitación se entibia).La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos detransferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección,aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentranpresentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerposno tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en variasformas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el procesomediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otrocomo resultado de la diferencia de temperatura.2. PROPAGACION DE CALOR:Propagación del calor. El calor es una de las múltiples formas en que se manifiesta la energía, yla transferencia de calor es el proceso mediante el cual se intercambia energía en forma decalor entre distintos cuerpos o entre diferentes partes de un cuerpo que estén a temperaturasdesiguales. La transferencia de calor ocurre mediante convección, radiación y conducción.Estas tres formas pueden producirse a la vez, aunque por lo regular predomina una de ellas.A) CONDUCCIONEn los sólidos el calor se transfiere por conducción. Sicalentamos el extremo de una varilla metálica, después decierto tiempo percibimos que la temperatura del otroextremo asciende, o sea, el calor se transmitió hasta elextremo opuesto por conducción. Se cree que esta formade transferencia de calor se debe, en parte,al movimiento de los electrones libres que transportanenergía cuando existe una diferencia de temperaturaentre dos puntos del objeto. Esta teoría explica,especialmente en el caso de los metales, por qué losbuenos conductores del calor. La plata, el oro yel cobre conducen bien el calor, o sea, tienenconductividades térmicas elevadas, pero la madera,el vidrio y el amianto tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores yse conocen como aislantes térmicos.B) CONVECCION:Si provocamos una diferencia de temperatura dentro de una masa líquida o gaseosa seproducirá un movimiento del fluido que transfiere calor por convección de la parte máscaliente hacia la menos caliente. Esta transferencia cesará cuando toda la masa del fluidohaya alcanzado igual temperatura. A este movimiento contribuye la diferencia dedensidad del fluido, ya que cuando una porción de este se calienta su densidad sueledisminuir y asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende con lo queCTA – 1ero SecundariaSemana del 24 al 28 de Junio
  • 2. con lo que se inicia el movimiento circulatorio que permite lahomogenización de la temperatura. Por esolos acondicionadores y refrigeradores de aire deben instalarse cerca deltecho y los radiadores de calor a poca altura del piso de la habitación.Las corrientes de convección hacen que una sustancia tan malaconductora como el agua se calienta relativamente rápido. Estastambién originan las brisas marinas, ya que al incidir los rayosdel sol sobre la tierra, esta se calienta más rápido que los océanos ymares, ello hace que el aire sobre la superficie de la tierra se calientemás rápido, ascienda y el aire sobre la superficie del mar ocupe su lugar.C) RADIACIONLa propagación del calor por radiación presenta unadiferencia fundamental respecto a la conducción y laconvección: las sustancias que intercambian calor notienen que estar en contacto, sino pueden estarseparadas aún por el vacío. La radiación es un términoque se aplica genéricamente a toda clase defenómenos relacionados con lasondaselectromagnéticas. La radiación transfiere calor porradiación electromagnética (en especial infrarroja) y esel principal mecanismo mediante el cual el Sol calientaa la Tierra. En las montañas, cuando el sol asciende por el horizonte, se percibe el calortan pronto como el sol se hace visible. A este calor, se le denomina calor radiante y estáconstituido por ondas electromagnéticas con longitud de onda un poco mayor que la delespectro visible y que también viajan a la velocidad de la luz. A estas se lesdenomina rayos infrarrojos y son invisibles al ojo humano. Un ejemplo común dela propagación del calor por radiación lo constituyen las hogueras utilizadas como mediode calefacción en los hogares. Contrario a la creencia generalizada, el calor que llega a lahabitación desde la chimenea es casi todo en forma de radiación infrarroja emitida porlas llamas, brazas y paredes calientes.3. EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOSA) DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN.Cuando un cuerpo se calienta, laspartículas que lo componen se muevenmás deprisa, ocupan más espacio, y estohace que su volumen aumente(dilatación). Si el cuerpo cede calor,sucede lo contrario; sus partículas semueven menos, se enfría y disminuye suvolumen (contracción).La dilatación es el aumento de volumenque experimenta un cuerpo cuandorecibe energía en forma de calor.La dilatación puede ser causa de grandes cambios en los cuerpos. Por ejemplo, ladilatación de un puente puede hacer que aumente varios centímetros su longitud.Para evitar que este tipo de variaciones afecten a su funcionalidad, se dejanseparaciones en diferentes partes del puente, que se llaman juntas de dilatación.
  • 3. B) CAMBIOS DE ESTADO:Un cambio de estado es una modificación en la forma en que se disponen laspartículas que constituyen una sustancia.· Progresivos: si se pueden suministrar calor a un cuerpo, como la fusión lavaporización y la solidificación.· Regresivos: si se realizan con desprendimiento calor por el cuerpo, como lacondensación, la solidificación y la sublimación regresiva.4. TEMPERATURALa temperatura es una magnitud referida a las nociones comunesde caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. Enfísica, se define como una magnitud escalar relacionada con la energíainterna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero dela termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamentecon la parte de la energía interna conocida como «energía cinética»,que es la energía asociada a los movimientos de las partículas delsistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en formade vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de unsistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, quesu temperatura es mayor.5. ESCALSA TERMOMETICASEscala Celsius o centígradaLa escala Celsius o centígrada asigna el valor cero al punto de congelación o solidificación del agua y elvalor 100 al punto de ebullición de la misma a la presión de una atmósfera. Cada unidad, debido a lavariación lineal con la temperatura, será 1/100 del intervalo y se llama grado.Escala Kelvin o AbsolutaLa escala absoluta o termodinámica utiliza como unidad de medida de temperatura el kelvin (K), cuyovalor coincide exactamente con el de 1 °C, ya que el intervalo entre los puntos fijos también se divide en100 unidades. Sin embargo, se asigna el valor 273 al punto de fusión del hielo.Escala FahrenheitOtra escala de temperaturas, muy utilizada en Norteamérica fuera de los ambientes científicos es laescala Fahrenheit. En esta escala se efectúan 180 divisiones en el intervalo definido por los puntos fijos,asignando a estos puntos los valores 32 y 212, respectivamente.