CALOR Y TEMPERATURA

TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que

puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada

con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la

termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía

interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las

partículas del sistema, sea en un sentido trasnacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A

medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más

«caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.

ESCALAS DE TEMPERATURA

Escala Celsius

La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta

escala divide el rango entre las temperaturas de congelación y de ebullición del agua en

100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala

centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius

(ºC).

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel

Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la

escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la

diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales.

Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la

diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura

hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas

en esta escala son llamadas Kelvin (K).

CALOR

El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos

o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin

embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente

transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor

temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que

ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en

una habitación se entibia).

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la

radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales

todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos

no tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en varias formas. En este caso

nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede

transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

Transformación de calor

Se llama calor de transformación (o calor latente de cambio de estado)a la cantidad de

calor que hay que suministrar a 1g de sustancia, que se encuentra a la temperatura de

cambio, para que se produzca dicho cambio. Así, por ejemplo, para el hielo a 0ºC se

necesitan 80 calorías por cada gramo para que pase al estado líquido (o el agua a 0ºC

cede 80 cal/g cuando pasa al estado sólido).

Dilatación

Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y

gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión constante. La mayoría

de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se aumenta la temperatura.

Es el aumento de tamaño de los materiales, a menudo por efecto del aumento de

temperatura. Los diferentes materiales aumentan más o menos de tamaño, y los sólidos,

líquidos y gases se comportan de modo distinto.

Dilatación lineal

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o

sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

Dilatación superficial

Es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área

del cuerpo

Para estudiar este tipo de dilatación, podemos imaginar una placa metálica de área inicial

S0 y temperatura inicial θ0. Si la calentáramos hasta la temperatura final θ, su área

pasará a tener un valor final igual a S.

Dilatación volumétrica

La dilatación volumétrica se presenta en el estado liquido y su concepto y fórmula son los

mismos, solo que en lugar de trabajar con longitudes se trabaja con volúmenes, los cuales

deben ser dados en cm3, es muy común que cuando se habla de dichos volúmenes se

expresen en unidades de capacidad, pero el (coeficiente de dilatación volumétrica) nos

señala que debe de haber transformación a cm3 con la siguiente equivalencia.

Dilatación anómala del agua

El comportamiento anómalo del agua, es un fenómeno característico solo del agua, y que

ha hecho que la vida fluya como la podemos ver ahora.

Como dijo el chico de la respuesta anterior, de 0 a 4ºC, el agua a media que aumenta su

temperatura disminuye su volumen, en cambio de 4 grados a más, a medida que aumenta

su temperatura aumenta su volumen.

Gases

Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas

condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre

sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las

contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía

cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes

cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un

gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran

velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades.

Ley de los gases

Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados desde finales del siglo XVII, cuando

los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el

volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría

obtener una fórmula que sería válida para todos los gases.

Ley general de los gases

En general como resultado de un proceso térmico un sistema sufre cambios en su

volumen, temperatura y presión y en un proceso mas generalizado se utiliza la conbinacio

de las tres leyes gases.

Ley del gas ideal

En la naturaleza no existen gases ideales sin embargo hipotéticamente es útil considerar

este concepto para hacer cálculos matemáticos y esta ley establece que si el volumen de

un gas a temperatura y a presión fija varia con el numero de moles del gas, es desir que

el volumen es inversamente proporcional a la presión y directamente proporcional a la

temperatura y al numero de moles.