temperatura


El calor representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se denomina energía térmica. (Ver: Cantidad de calor) El carácter energético del calor lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza imponeciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo una fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo útil. (Ver Transferencia de calor)
Las ideas acerca de la naturaleza del calor han variado apreciablemente en los dos últimos siglos.
Las experiencias de Joule (1818 - 1889) y Mayer (1814 - 1878) sobre la conservación de la energía, apuntaban hacia elcalor como una forma más de energía. El calor no sólo era capaz de aumentar la temperatura o modificar el estado físico de los cuerpos, sino que además podía moverlos y realizar un trabajo.
Las máquinas de vapor que tan espectacular desarrollo tuvieron a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX eran buena muestra de ello. Desde entonces las nociones de calor y energía quedaron unidas y elprogreso de la física permitió, a mediados del siglo diecinueve, encontrar una explicación detallada para la naturaleza de esa nueva forma de energía, que se pone de manifiesto en los fenómenos caloríficos.
Las nociones de temperatura
Las nociones científicas de calor y temperatura se apoyan en la idea intuitiva que nos transmite nuestro propio cuerpo. Así, esa sensación fisiológica revelada por eltacto, que permite clasificar los cuerpos en fríos y calientes, da lugar a la idea de temperatura y por extensión a la de calor. Sin embargo, la física va más allá de estas nociones intuitivas y busca representaciones que puedan ser expresadas en forma numérica, esto es, como magnitudes o atributos medibles.
La experiencia demuestra que cuando dos cuerpos, uno frío y otro caliente, se ponen encontacto durante un tiempo prolongado, terminan por alcanzar un estado de equilibrio entre ambos que se denomina equilibrio térmico. En ese estado no es posible distinguir cuál de ambos está más frío y cuál más caliente. La propiedad que tienen en común los cuerpos que se encuentran en equilibrio térmico es precisamente la temperatura.
Junto con esta definición descriptiva de lo que se entiende enfísica por temperatura, con frecuencia se utiliza otra definición de tipo operacional, que indica mediante qué procedimiento u operación queda determinada dicha magnitud. Según este criterio la temperatura sería lo que miden los termómetros.
Ambas definiciones de temperatura hacen referencia a fenómenos observables y facilitan un estudio científico de los mismos, pero no explican en qué consisterealmente esa magnitud que, aparentemente, no mantiene relación alguna con las otras magnitudes de la física como la longitud, la masa, el tiempo o la fuerza, por ejemplo.
El desarrollo de una teoría cinética para la materia fue realizado sobre la base de viejas ideas a las que se refería Thompson.
La teoría cinético-molecular de la materia recibe ese nombre porque admite que las diferentespartículas, átomos y moléculas, que constituyen las sustancias están en continuo movimiento (en griego kinesis significa movimiento). En los cuerpos sólidos este movimiento es de vibración en torno a puntos fijos o de equilibrio. En los gases el movimiento es desordenado y zigzagueante, a consecuencia de los choques de las moléculas del gas entre sí y con el recipiente que las contiene. En los líquidos,como estado intermedio, pueden darse ambos tipos de movimientos moleculares.
La teoría cinético-molecular establece que la energía asociada a esos movimientos moleculares internos es la responsable de los fenómenos caloríficos.
Junto a la definición de la temperatura, basada en nuestro sentido del tacto y apoyada en la observación de los fenómenos correspondientes, que la presenta como una...