calor

Universidad Santo Tomás
Facultad de Ciencias
Departamento de Física
Sede-Arica

Guía de Calor y Temperatura
Física Termodinámica (IPR-043)
INGENIERÍA (E) PREVENCIÓN DE RIESGOS
- Nombre: ....................................................................................
Objetivos: -

- Docente: Agustín Tapia R.

Explicar los conceptos de: Temperatura, Calor y Energía.
Comprender loscambios que produce la transmisión de energía calórica en un material.
Medir variables termométricas para analizar un sistema termodinámico.
Aplicar ecuaciones de: Dilatación, Cambios de Temperatura y Cambios de estado para la
transmisión de energía calórica en los materiales.

CALOR Y TEMPERATURA
LA TEMPERATURA
¿Qué debemos entender por temperatura? En realidad, desde muy niños, todossabemos
qué es la temperatura, gracias a que en nuestro organismo poseemos el sentido térmico.
Este sentido, ligado estructuralmente al tacto, pero muy distinto de él, nos da cuenta de qué
está más frío o más caliente, de un modo bastante eficiente, por lo menos para
desenvolvernos en la vida diaria y sobrevivir. Como sabemos, nuestros sentidos nos
engañan y son un tanto inexactos cuando setrata de comprender las leyes del mundo físico.
Por esta razón, a lo largo de la historia se han inventado distintos instrumentos que
reemplazan y prolongan nuestro sentido térmico, permitiendo evaluar la temperatura en
forma bastante más objetiva, con mayor precisión y en un rango mucho más amplio. Como
una primera aproximación al concepto, se puede definir temperatura como “aquello que
mide untermómetro”. El problema, entonces, consiste en saber cómo son y cómo funcionan
los termómetros.
Es importante no confundir temperatura con calor, pues éste es un concepto muy distinto.
Tipos de Termómetros. Es fácil darse cuenta de que los cambios de temperatura producen
en la materia diversos efectos. Entre los más notables están los cambios de volumen (en
este caso hablamos de dilatacióntérmica), los de color y los cambios de estado (sólido,
líquido y gaseoso); pero también se producen otros efectos menos evidentes, como el
cambio en la conductividad eléctrica. Cualquier porción de materia es en este sentido un
termómetro, y cualquier cambio que se produzca debido a una modificación de su
temperatura nos informa de ella. Por ejemplo, los cambios de tamaño de una varillametálica, de un vidrio o del propio aire, permiten medir temperatura. Al material que se
emplea para medir la temperatura lo denominaremos material termométrico. El más
conocido de ellos es el mercurio (Hg).
Los efectos producidos por los cambios de temperatura en la materia dan origen a distintos
tipos de termómetros. Así, hablaremos de termómetros de dilatación, pirómetros (los que se
basan en loscambios de color), termómetros eléctricos, etc.
El ingenio humano ha construido instrumentos para medir la temperatura en forma muy
simple y eficiente, dependiendo del contexto y las circunstancias en que se necesite. Es
muy distinto el procedimiento para medir la temperatura de un paciente para ver si tiene
fiebre, que la de un horno de una fundición para acero. También es muy distinto elprocedimiento para medir la temperatura de nuestro ambiente, que para medir la
temperatura del Sol. Veremos a continuación los termómetros más comunes y los
procedimientos para medir en forma directa temperaturas cercanas a la del ambiente.
Termómetros de dilatación. Se los clasifica, según el estado del elemento termométrico,
en termómetros de sólido, de líquido o de gas. Todos ellos se basanen el hecho de que
algunos materiales, para una misma variación de temperatura, se dilatan más que otros.
Esta característica de los materiales se expresa cuantitativamente a través del coeficiente
de dilatación, el cual depende además de la geometría de los cuerpos. Para objetos como
una varilla, en que predomina el largo sobre las otras dos dimensiones, hablamos de
coeficiente de...