CALOR Y TEMPERATURA

Concepto de Calor y TemperaturaEl calor es el contenido energtico que posee un cuerpo en forma de energa cintica debido al movimiento desordenado de sus molculas El calor fluye de los cuerpos que se encuentran a mayor temperatura a los de menor temperatura. La temperatura es una medida del calor o energa cintica media de las partculas de una sustancia. Para que haya flujo calrico se requiere una diferencia de temperatura. El cuerpo que recibe calor aumenta su temperatura, el que cede calor disminuye su temperatura. Entonces, calor y temperatura est directamente relacionados

Cantidad de Calor Depende de:Su masa, ya que cuantas ms partculas haya en movimiento, mayor ser la energa de todas ellas.Su temperatura, que determina la mayor o menor rapidez de movimiento de las partculas. Su calor especfico, determinado por la naturaleza de la sustancia.

Temperatura de un CuerpoLa Temperatura es independiente de la masa de un cuerpo.

Determina el sentido en que tienen lugar los intercambios calorficos entre los cuerpos.

Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, la energa calrica fluye del que tiene mayor temperatura al que tiene menos, y no del que posee ms cantidad de calor al que tiene menos.

Ejemplo de Calor y Temperatura

Unidades de TemperaturaPara expresar numricamente la temperatura de un cuerpo se toman dos situaciones fsicas conocidas y reproducibles (P.ej.: Congelacin y Ebullicin del agua destilada, medidas a una atmsfera de presin) a cuyas temperaturas se asignan nmeros arbitrarios.Con estos dos valores fijos se han establecido, entre otras, las unidades en grados Celsius, Fahrenheit y Absoluta o Kelvin

Escalas de temperatura Celsius: 0 y 100 C Fahrenheit: 32 y 212 F

Absoluta o Kelvin: 273 y 373 K

Escalas de temperatura

Conversin de Escalas (C x 9/5) + 32 = F (10C x 9/5) + 32 = 50 F (F 32) x 5/9 = C (50F 32) x 5/9 = 10C

Calor Sensible y Calor LatenteCalor Sensible es el estado calrico cuya variacin de nivel puede determinarse mediante un termmetro, que es sensible a ella.

Calor latente es aquel que agregado o sustrado a una sustancia no origina cambio de temperatura. Ocurre en los cambios de estado (Ej. Ebullicin del agua a 100 C), y se consume en la accin de transformacin fsica.

Calor Sensible y Calor Latente

Calor Absorbido o Cedido por un Cuerpo Depende de tres factores:

La masa del cuerpo que se caliente o enfre.

La naturaleza del cuerpo.

La variacin de temperatura que se desea conseguir.

Clculo Matemtico del Calor Sensible

Q = C. Esp. x m x (T f T i )

Q es la cantidad de calor entregada o recibida por un cuerpo (Kcal)m es la masa del cuerpo (Kg)Ce es el calor especfico de la sustancia (Kcal/Kg.C)T i es la temperatura inicial del cuerpo (C)T f es la temperatura final del cuerpo (C)

Ejemplos del Calor Especfico

Ejemplos de Calor Latente

CuerposFusinVaporizacinTemperatura[C]Calor Latente [Kcal/Kg]Temperatura[C]Calor Latente [Kcal/Kg]Alcohol-1142578201Plata960251950520Cobre10835023301110Agua080100580Fundicin110034100531Mercurio-392,835772Plomo3275,71730220Carbono35405,7400012000

TEMPERATURA DEL SUELO

Flujo calricoEl suelo se calienta al recibir la radiacin solar, que es transformada por un flujo de calor al que llamamos B (Cal/cm2 x seg)

El calor se traslada desde la superficie hacia la profundidad, y viceversa, siguiendo los gradientes trmicos.

Flujo de calor B a l d T d dist.

El Flujo Calrico es proporcional a:En forma directa, a la diferencia de temperatura.

En forma inversa, a la distancia.

La proporcionalidad est dada por el l (Coeficiente de Conductibilidad Calrica).

El Coeficiente lExpresa la cantidad o flujo de calor que circula por un cubo de 1 cm. de arista cuando la diferencia entre sus caras es 1 C y en el tiempo de un segundo.

Representa la capacidad de conducir el calor de una sustancia, o de una mezcla de sustancias.

l = Cal/cm x seg x C o W/m x K

Tabla de lAutor: Ricardo Santiago NettoFuente "Fisicanet

MaterialW/m.KAcero Agua Aire Alcohol Alpaca Aluminio Amianto Bronce Cinc Cobre Corcho Estao Fibra de Vidrio Glicerina Hierro Ladrillo Ladrillo Refractario Latn Litio Madera Mercurio Mica Nquel Oro Parafina Plata Plomo Vidrio47-58 0,58 0,02 0,16 29,1 209,3 0,04 116-186 106-140 378 0,04-0,30 64,0 0,03-0,07 0,29 1,7 0,80 0,47-1,05 81-116 301,2 0,13 83,7 0,35 52,3 308,2 0,21 406 35,0 0,6-1,0

Temperatura del Suelo

Primera Ley de ANGOT: La amplitud de las temperaturas mximas y mnimas decrece geomtricamente a medida que la profundidad aumenta aritmticamente.

Segunda Ley de ANGOT:El atraso en el registro de las temperaturas mximas y mnimas es proporcional a la profundidad.

Marcha Anual de la Temperatura del Suelo

TEMPERATURA DEL AIRE

Transferencia de Calor en el Aire

(procesos de calentamiento y enfriamiento de la atmsfera)Con adicin de calor: Radiacin, Conduccin, Conveccin, Adveccin y TurbulenciaSin adicin de calorProcesos adiabticos

Con Adicin de CalorRadiacin : Poco importante. Slo un 7% de la energa del Sol es absorbida en la atmsfera.Conduccin: Transferencia de energa de molcula a molcula, lenta y poco eficiente, pero la nica posible entre slidos y dentro de ellos.Conveccin: Movimiento vertical ordenado, producido por diferencias de temperatura que producen variacin de densidad del aire.

Con Adicin de Calor (Cont.)Adveccin: Movimiento horizontal ordenado, conocido como brisa.Turbulencia: Movimiento desordenado en todos sentidos, de gran magnitud de masas.Evaporacin y Condensacin: Los calores latentes de vaporizacin y condensacin del agua (580 cal/g) mueven enormes cantidades de energa en lugares muy alejados entre s.

Procesos de Transferencia de Calor en el Aire Capa Lmite

Gradiente Diurno

Gradiente Nocturno

Temperaturas mximas y mnimas diarias

Sensacin Trmica

En el Hemisferio Norte el invierno es ms fro que en el Hemisferio Sur. Se debe a que la Tierra est ms lejos del Sol? ExpliqueSi se le consulta acerca de la construccin de pistas de esqu sobre un cerro, en el Hemisferio Sur, con qu orientacin aconsejara hacerlas?. Por qu?Grafique un gradiente de temperatura correspondiente al medioda, y otro al amanecer, explicando su trazada hasta los 5 m de altura y luego, hasta los 200 m.Si dos ciudades tienen la misma amplitud trmica anual media, puede inferirse que la marcha anual de la temperatura en ambas es similar? Explique.

Cuestionario

Explique por qu la variacin (amplitud) diaria de la temperatura de una localidad seca es diferente de la de una hmeda, y en das despejados de la de das nublados.D dos razones que justifiquen por qu el termmetro de mnima no utiliza mercurio.En queconsiste la sensacin trmica?en un mapa de isotermas de la Repblica Argentina, qu significa que una isoterma se desve hacia el sur al llegar al mar? En qu estacin ocurre esto, y por qu?

Cuestionario