CALOR Y TEMPERATURATEMA 3

ENERGIA TERMICAToda la materia est formada por partculas.El tamao de las partculas es muy pequeo.Las partculas se agrupan formando partculas de mayor tamao.La energa trmica est directamente relacionada con el movimiento de las partculas:ENERGIA TERMICA= ENERGIA CINETICA MEDIA DE LAS PARTICULAS

Movimiento de las partculas:Las partculas de las sustancias slidas tienen un movimiento vibratorio.Las partculas de las sustancias liquidas y gaseosas tienen un movimiento browniano (al azar?)

El calor (al igual que el trabajo) no son formas de energa, sino maneras de transferir la energa trmica.

TEMPERATURALa temperatura es la medida de la energa trmica de una sustancia (no del calor).La temperatura se relaciona con el movimiento de las partculas (=energa cintica media) que constituyen las sustancias (ej. El agua tiene mayor contenido energtico que el hielo)

Temperatura Movimiento partculas Energa Trmica

TEMPERATURA Y ESTADOS DE LA MATERIAEstados de la Materia:Slidos:Las partculas estn firmemente unidas entre s.Tienen movimientos vibratoriosLas partculas no se desplazan.

Lquidos:Las partculas estn unidas, pero no muy firmemente.Las partculas tienen movimientos al azar.Las partculas pueden desplazarse.

Gaseosos:Las partculas estn muy separadas.Las partculas se mueven libremente a gran velocidad.

No siempre que transferimos calor a una sustancia, sta aumenta su temperatura (en los cambios de estado, la energa trmica se utiliza para romper enlaces).

Slidos calor Lquido calor Gaseoso

Estados de la Materia:Slidos:Las partculas estn firmemente unidas entre s.Tienen movimientos vibratoriosLas partculas no se desplazan.

Lquidos:Las partculas estn unidas, pero no muy firmemente.Las partculas tienen movimientos al azar.Las partculas pueden desplazarse.

Gaseosos:Las partculas estn muy separadas.Las partculas se mueven libremente a gran velocidad.

No siempre que transferimos calor a una sustancia, sta aumenta su temperatura (en los cambios de estado, la energa trmica se utiliza para romper enlaces).

Slidos calor Lquido calor Gaseoso (no al revs)

DILATACION Y TEMPERATURAAl aumentar la temperatura de una sustancia, aumenta la agitacin (movimiento) de sus partculas (las distancias aumentan entre cada una de las partculas).Ocurre en todos los estados de la materia, pero es mas llamativo en los gases.

Juntas de dilatacin.

MEDIDA DE LA TEMPERATURALa temperatura se mide con un instrumento denominado termmetro.La unidad de medida de la temperatura es el Kelvin.El funcionamiento de los termmetros se basa en la propiedad que tienen la mayora de las sustancias de dilatarse (aumentan su volumen) a medida que aumenta su temperatura.Los termmetros miden la temperatura segn la dilatacin o contraccin de su liquido interior (mercurio, alcohol).Cuando se mide la temperatura de un cuerpo, lo que se hace es comparar su agitacin trmica con la de otro cuerpo tomado como referencia (hasta que se alcanza el equilibrio trmico).

TIPOS DE TERMOMETROSTermmetros de mercurio: no son tiles para temperaturas inferiores a -39C (solidificacin del mercurio).

Termmetros de alcohol: no son tiles para temperaturas inferiores a -114C (solidificacin del alcohol).

Pirmetros: se utilizan para medir altas temperaturas (700 3000 C). Se basa en el color de la radiacin emitida por la sustancia a medir.

Termmetros de lminas bimetlicas.

Termmetros de bulbo hmedo.

Termopar

ESCALAS DE TEMPERATURAKelvin (K):Relacionada con el movimiento real de las partculas (a 0K no hay movimiento de partculas).T(K) = T(C) + 273

Centgrada Celsius (C):Toma como referencia la temperatura de fusin del agua (0C) y de ebullicin del agua (100C).

Fahrenheit (F):Utilizada en pases anglosajonesT(F) = 9/5 T(C) + 32

Reaumur (R):En desuso.T(R) = 4/5 T(C)

CALOR Y EQUILIBRIO TERMICOEl equilibrio trmico se alcanza cuando dos cuerpos o sistemas materiales igualan su temperatura.Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, el cuerpo de mayor temperatura transfiere energa trmica (en forma de calor) al cuerpo de menor temperatura (nunca al revs), hasta alcanzar el equilibrio trmico.

Una vez alcanzado el equilibrio trmico, cesa la transferencia de energa trmica (en forma de calor) entre los dos cuerpos.Calor: es la transferencia de energa trmica entre dos cuerpos que se hallan en desequilibrio trmico.La transferencia de calor entre dos cuerpos es independiente del tamao de ambos cuerpos (por lo tanto, el calor es una propiedad intensiva).Unidad de medida del calor S.I.: Julio (J) el calor se mide en unidades de energa.Caloras (cal): cantidad de calor (o energa trmica) necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua 1C

1 cal = 4,18 J1 J = 0,24 cal

MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALORCONDUCCION:Es la forma de transmisin de calor de unas partculas a otras, propias de los cuerpos slidos (debido a que las partculas estn juntas, se producen choques entre ellas).En la conduccin se transmite energa (trmica) pero no se transmite materia.En el vaco el calor no se propaga por conduccin (no hay partculas que puedan transportarlo).Conductividad trmica: capacidad que tiene los cuerpos para conducir el calor.Conductores trmicos: aquellos cuerpos que transmiten rpidamente la energa trmica de un punto a otro (ej. Metales).Aislantes trmicos: aquellos cuerpos que transmiten lentamente la energa trmica de un punto a otro (ej. Madera, ladrillo, plstico,).

CONVECCION:Proceso de transferencia de energa trmica de un punto a otro de un liquido o gas (fluidos), debido al movimiento del propio fluido.La transmisin de calor se realiza mediante corrientes de conveccin corrientes convectivas (el fluido ms caliente es menos denso y se eleva, mientras que el fluido ms fro es ms denso y se hunde).En la conveccin se transmite tanto materia como energa (trmica).

RADIACION:Proceso de transferencia del calor a travs de la energa radiante que emiten los cuerpos.La energa radiante puede propagarse por el vaco.No requiere que los cuerpos estn en contacto.En la radiacin se transmite energa (radiante) pero no materia.Todos los cuerpos emiten energa radiante (cuanto mayor sea su temperatura mayor ser la energa radiante que emita).Todos los cuerpos materiales absorben y reflejan energa radiante.Espectro electromagntico

LEY DE NEWTON DEL ENFRIAMIENTOSolo es efectiva en la transmisin de calor por conduccin.La rapidez de transmisin del calor depende de:Diferencia de temperatura entre 2 cuerpos (a mayor diferencia mayor rapidez de transmisin de calor).Tamao de los cuerpos (a mayor tamao, ms rapidez de transmisin de calor).Conductividad trmica (a mayor conductividad, mas rapidez de transmisin de calor).Separacin entre los dos cuerpos (a mayor separacin, menor transmisin de calor; la conduccin requiere que los cuerpos estn en contacto).

VOCABULARYCALOR: HEATTEMPERATURA: TEMPERATUREENERGIA TERMICA: THERMAL ENERGYENERGIA CINETICA: KINETIC ENERGYPARTICULAS: PARTICLESESTADOS DE LA MATERIA: STATES OF MATTERMEDIDA DE LA TEMPERATURA: TEMPERATURE MEASUREMENTTERMOMETRO: THERMOMETERESCALAS DE TEMPERATURA: TEMPERATURE SCALESEQUILIBRIO TERMICO: THERMAL EQUILIBRIUMTRASMISION DEL CALOR: HEAT TRANSFERCONDUCCION: CONDUCTIONCONVENCION: CONVECTIONRADIACION: RADIATIONCONDUCTOR TERMICO: THERMAL CONDUCTORAISLANTE TERMICO: THERMAL INSULATOR