Ensayos

Capítulo

TEMPERATURA - CALOR

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TEMPERATURA
Magnitud escalar que nos indica el grado de agitación molecular, mide la energía cinética promedio las moléculas de un
cuerpo; se mide en el Sistema Internacional de Unidades en Kelvin (K), pero alternativamente se suele utilizar también el
grado centígrado (°C).
CALOR
Se denomina así la energía transferida entre los objetos en virtud desu diferencia de temperaturas, el calor fluye de manera
natural de los cuerpos calientes hacia los cuerpo fríos, hasta que el sistema alcanza el equilibrio térmico.

T1

>

T2

Calor
EQUILIBRIO TÉRMICO
Es aquel estado de los cuerpos en el cual poseen la misma temperatura, la que se denomina temperatura de equilibrio (TE),
en dicho estado no hay transferencia de calor entre los cuerpos.La figura muestra dos sistemas A y B que, entre muchas cosas, podrían ser bloques metálicos o gases confinados. Están
aislados uno de otro y del ambiente, es decir, no sale ni entra energía. Por ejemplo, los sistemas pueden estar rodeados de
paredes gruesas hecha de Styrofoam, sustancia rígida e impermeable. Se dice que las paredes son adiabáticas, es decir,
térmicamente aislantes. Los cambiosen las propiedades medidas de uno de los sistemas no repercuten en las del otro.
TA

TB

a)

A

B

T

T

b)

A

B

a) Los sistemas A y B están separados por una pared
adiabática. Tienen temperaturas distintas TA y TB .
b) Están separados por una pared diatérmica, que
permite intercambiar energía entre ellos. Con el tiempo
alcanzarán el equilibrio térmico y después tendránla
misma temperatura T.

LA TRANSFERENCIA DE CALOR
Sabemos que se transfiere calor entre un sistema y su ambiente cuando su temperatura es diferente. No obstante, aún no se
recibe el mecanismo en virtud del cual se lleva a cabo la transferencia. Son tres: conducción, convección y radiación.
Vamos a examinar cada uno por separado.
CONDUCCIÓN TÉRMICA
Si dejamos un atizador en el fuegosuficiente tiempo, su mango se pondrá caliente. Se transfiere energía el fuego al mango
mediante la conducción térmica a través de la vara metálica. En los metales algunos de los electrones atómicos pueden
moverse libremente dentro de los confines del objeto y; por tanto, están en condiciones de transmitir el incremento de su
energía cinética de las regiones de alta temperatura a las de temperaturamás baja. De ese modo una región de temperatura
creciente cruza la varilla y llega a nuestra mano.

1

Q
Temperatura
T + T

Fluye calor Q a través de una losa rectangular
cuyo material tiene un espesor x y una
superficie A.

Área A
x Temperatura T
Los hallazgos experimentales anteriores los resumimos así:
H  kA T
x

expresión en que la constante de proporcionalidad k sedenomina conductividad térmica del material. En el SI la unidad de
k es el watt por metro kelvin (W/m K).

CONVECCIÓN
Si observa la llama de una vela o de un fósforo, verá cómo se transporta energía hacia arriba por convección. Este tipo de
transferencia tiene lugar cuando un fluido, digamos el aire o el agua, entra en contacto con un objeto cuya temperatura es
mayor que la de su ambiente. Seeleva la temperatura del líquido en contacto con el objeto caliente y (en la generalidad de
los casos) se expande el líquido. El fluido caliente es menos denso que el fluido más frío circundante, por lo cual se eleva a
causa de las fuerzas de flotación. El fluido más frío del ambiente cae y toma el lugar del fluido más caliente que se eleva,
iniciándose así una circulación convectiva.
Laconvección atmosférica contribuye mucho a determinar los patrones globales climatológicos y las variaciones meteorológicas diarias. La convección también puede ser artificial, como cuando un soplador de horno hace circular el aire para
calentar las habitaciones de una casa.
RADIACIÓN
La energía proveniente del Sol llega a nosotros debido a las ondas electromagnéticas que se desplazan libremente...