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Calor y temperatura

Con frecuencia utilizamos los términos calor y temperatura para describir eventos que pasan en la naturaleza, tales como el estado del tiempo. Sin embargo, aunque estos conceptos están muy relacionados son diferentes.

Supongamos que durante cierto tiempo calentamos dos cantidades de agua diferentes que inicialmente se encontraban en el mismo recipiente. Podemos demostrarque el aumento de temperatura en la menor cantidad de agua es mayor que el aumento de temperatura de la mayor cantidad de agua. En este caso decimos que las dos cantidades de agua reciben la misma proporción de calor proveniente de la fuente aunque el cambio de temperatura sea diferente. La cantidad de agua cuya masa es menor está más caliente que la cantidad de agua cuya masa es mayor, esdecir, que es cuerpo que está más caliente, le corresponde una mayor temperatura.

Cuando medimos la temperatura de nuestro cuerpo con un termómetro, nos lo colocamos debajo del brazo y esperamos unos minutos para tomar el registro de la medición. Por otra parte, como nuestro cuerpo le transfiere calor al termómetro, podemos afirmar que cuando dos cuerpos están en contacto, el calor se transfieredel cuerpo con mayor temperatura al cuerpo con menor temperatura.

Cuando se cede calor a un cuerpo, la velocidad de las partículas que lo constituyen aumenta y este aumento de la energía cinética promedio de las partículas es mayor cuanto más calor se transfiere al cuerpo. Cuando se registra un aumento en la temperatura de una sustancia, podemos inferir que se produce un aumento en la energíainterna.

La medición de la temperatura.

El termómetro es el instrumento utilizado para medir temperaturas. Su funcionamiento se basa en dos hechos:

1. Las propiedades de los cuerpos al variar su temperatura.

2. La temperatura adquirida por dos cuerpos en contacto.

Los termómetros son aparatos que consisten en una columna de liquito que contiene mercurio o alcohol, que aumentasu volumen al elevarse la temperatura.

La lectura en el termómetro se realiza en una escala graduada en función a la altura alcanzada por el líquido. Aunque es normal que midamos la temperatura en grados centígrados (℃), la unidad de medida de la temperatura en el Sistema Internacional de Unidades es el Kelvin (ºK), y en el sistema británico de unidades, se mide en grados Fahrenheit (°F).

-Centígrado (℃): la escala en la cual se mide la temperatura en ℃ se denomina escala centígrada o escala Celsius. En esta escala, la temperatura del punto de fusión del agua (cuando el agua se congela) es 0℃ y la temperatura del punto de ebullición del agua (cuando el agua hierve a una presión de 1 atmosfera), es 100℃.

- Kelvin (ºK): la escala en la cual la temperatura se mide en ºK se llamaescala absoluta o escala Kelvin. En esta escala el punto de fusión del agua es 273ºK y el punto de ebullición 373ºK.

- Fahrenheit (°F): la escala en la cual la temperatura de mide en °F se llama escala Fahrenheit. En esta escala el punto de fusión del agua es 32°F y el de ebullición de 212°F

La medida del calor.

Las ideas acerca de la naturaleza del calor han cambiado en los dos últimossiglos:

- Existió la teoría del fluido tenue que situado en los poros de los cuerpos calientes en los que supuestamente se halla más cantidad, a los cuerpos fríos, esta teoría ocupo un lugar importante en la física desde la época de los filósofos griegos. Sin embargo, esta teoría fue perdiendo apogeo y credibilidad al no poder explicar los resultados de los experimentos que algunos científicos comobenjamín Thompson (1753-1814) realizaron.

- Una vieja teoría poco aceptada por científicos del siglo XVII como Galileo Galilei y Robert Boyle resurgió cuando Thompson observo que los metales se calentaban excesivamente al ser perforados por un taladro y que la absorción de calor era tanto mayor cuanto mayor era el tiempo de duraba el taladro. Thompson hizo el siguiente razonamiento: si el...