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La naturaleza del calor
La verdadera naturaleza del calor ha sido ignorada por los científicos durante miles de años y sólo hasta la época de Joseph Black se intentó algo constructivo para hacer averiguaciones acerca de la naturaleza de esta forma tan común de energía. Durante muchos años se consideró el calor como de naturaleza material, o una forma de materia que podía pasar de los cuerposcalientes a los más fríos. El término calórico fue usado para designar un fluido peculiar que no era ni pesado ni visible.
Black, también conocido por sus trabajos en química (apartado 5.4) fue el primero en distinguir entre intensidad de calor (la cantidad que medimos con el termómetro) y cantidad de calor(la cantidad de energía calorífica contenida en el interior de un cuerpo de una sustanciadada). También observó que una cantidad definida de calor desaparece cuando se producen ciertos cambios de estado de la materia (de hielo a agua líquida, por ejemplo) y reaparece cuando se produce el cambio de estado opuesto. Utilizó para designar este calor el término de calor latente. James Watt aplicó este descubrimiento en su máquina de vapor, aprovechando la ventaja de las grandes cantidades deenergía del calor latente absorbidas por el agua cuando se vaporiza.
La creencia de que el calor era un fluido persistió hasta mediado el siglo pasado, a pesar de la gran cantidad de pruebas que habían de lo contrario. Benjamín Thompson (conde de Rumford) provó que la materia debía contener una cantidad inagotable de calórico o ninguna. Descubrió esto mientras manufacturaban un cañón enBaviera, al observar que el calor era producido por el frotamiento entre el taladro y la pared del hueco del cañón. Aun cuando la herramienta estuviese embotada y no pudiese cortar, el calor se producía. En realidad, la cantidad de calor producida al horadar un cañón era suficiente para fundir la masa horadada si se aplicase el calor producido. Puesto que Thompson era norteamericano podría unopreguntarse por qué fabricaba cañones en Baviera. Durante la Revolución americana, Thompson, que simpatizaba con los ingleses, dejó a su mujer y un niño en América y se trasladó a Inglaterra. Thompson fue un soldado afortunado, y después de su estancia en Baviera, pronto adquirió el título de conde de Rumford y el empleo de barrenador de cañones.
Cuando quedó establecida la idea de que la energíacalorífica podía resultar de un movimiento mecánico (fricción), Joule pudo determinar el equivalente mecánico del calor. Calculó su valor midiendo la cantidad de trabajo que era preciso realizar por un dispositivo mecánico para producir determinada cantidad de energía calorífica. Encontró que en cualquier caso por una cantidad definida de trabajo realizado resultaba una cantidad definida de calor: 4180julios de trabajo producen una caloría de calor.
Estos resultados condujeron a la idea de que la energía puede convertirse de una forma a otra sin ganar ni perder energía en el proceso. Esta es la ley o principio de conservación de la energía o primer principio de termodinámica. El honor del descubrimiento de este concepto puede distribuirse entre tres hombres: Joule, Helmholtz y Mayer.
En losaños 1860 Maxwell y Boltzmann dejaron finalmente en el olvido el término calórico como anticuado. Demostraron ambos, independientemente, que la energía cinética de un gas estaba directamente relacionada con la temperatura de sus moléculas. Esta relación entre el movimiento molecular y la energía calorífica evitaba la necesidad de usar aquel término.
Durante este período se adquirió muchoconocimiento en el campo de la luz y de las energías electromagnéticas. Hubo indicios de que ahí podía hallarse un segmento invisible del universo que necesitase detección e investigación. Los rayos infrarrojos y ultravioletas, por ejemplo, estaban localizados justamente a continuación de los extremos del rojo y el violeta del espectro de la luz visible. A comienzos del siglo xx otros descubrimientos...
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