calor y temperatura



Calor y Temperatura

Comúnmente no solemos pensar la diferencia que existe entre calor y temperatura, es evidente que ambos términos están relacionados y tendemos a confundirlos.
Analicemos estas dos situaciones:
Ponemos a calentar una olla en la hornalla de la cocina
A un vaso con agua, le agrego 3 cubitos de hielo
En el primer caso, podemos decir que la llama de la hornalla entregacalor a la olla y a su contenido.
En el segundo caso, podemos decir que el agua cedió calor al hielo.
¿Qué conclusión podemos sacar de estas experiencias?
Que el calor es la energía responsable de los cambios de temperatura y las diferencias de temperatura, produce flujo de calor. El calor pasa de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura.
Pero ¿qué es la temperatura?
Paraaproximarnos al concepto de temperatura, consideremos que la materia está compuesta por partículas llamadas átomos.
Estas partículas están en constante movimiento, lo que significa poseen energía cinética. La temperatura, entonces es un parámetro relacionado con el movimiento de las partículas que componen el cuerpo.
Cuando hablamos de transformaciones de energía, decimos que una gran parte de laenergía inicial se “pierde” en forma de calor y la solemos llamar energía degradada.
Se puede sentir el calor cuando nos acercamos a una estufa, a una lámpara eléctrica encendida o un motor en funcionamiento.
La unidad de medida de calor es el Joules (J), también se utiliza la caloría (cal).
“Un joule es la energía necesaria para mover un objeto cualquiera una distancia de un metro (m)aplicando una fuerza de un Newton (N)”.


Interpretación Microscópica de la temperatura

Cuando decimos que hace calor, lo que queremos expresar es que la temperatura ambiente, es más alta que la consideramos agradable.
También sabemos que cuando calentamos un recipiente en el fuego, éste sube su temperatura. Al guardar alimentos en la heladera, la temperatura de éstos desciende.
De acuerdo almodelo actual de la materia, cuanto mayor es la agitación de las partículas (átomos, iones o moléculas) que constituyen un material, más alta es su temperatura. Es decir, para elevar la temperatura de un cuerpo debemos aumentar la energía cinética de sus partículas y esto se consigue entregándole energía.
Por ejemplo, cuando se calienta agua en una hornalla, la energía térmica entregada por lallama aumenta la energía cinética de las moléculas de agua y por eso aumenta su temperatura.
Entonces, podemos decir que “la temperatura” de un cuerpo es la medida del promedio de la energía cinética de las partículas que lo constituyen.





Efectos térmicos sobre los materiales

Dos de los efectos del cambio de temperatura de un cuerpo, son la dilatación y la contracción térmicas.
Cuando aun material se le entrega una cierta cantidad de calor, su temperatura se incrementará, las partículas que lo componen tendrán una mayor actividad y tenderán a separarse. En consecuencia, el material se dilatará (aumentará su tamaño y disminuirá su densidad).
En cambio, si la temperatura disminuye, decrecerá la energía cinética de las partículas. Éstas pierden movilidad y se acercan unas aotras, entonces, el material se contrae y es más denso.
Este fenómeno se observa tanto en sólidos como en líquidos y gases.
Los objetos que por su forma tienen una longitud mucho mayor que sus otras medidas (ancho, grosor, etc.) experimentan una “dilatación lineal”. Por ejemplo, si calentamos un clavo en la hornalla, aumentará su temperatura desde un valor inicial (T₀) hasta un valor final (T₁).Debido a esa variación de temperatura, el clavo se dilata desde su longitud inicial (l₀) hasta otra final (l₁).
Puede verificarse experimentalmente que el alargamiento o acortamiento (∆l) es directamente proporcional a la longitud inicial y a la variación de la temperatura (∆T), según la siguiente ecuación:
∆l=α.l₀.∆T

Donde α es el coeficiente de dilatación lineal, característico de cada...