Intercambio de energía térmica

Intercambio de energía térmica.
1. El concepto de temperatura.
En el lenguaje coloquial se emplea a veces expresiones como “¡hace calor!” o “¡hace frio!”, en las que los términos frío y calor hacen referencia a las sensaciones percibidas mediante el sentido del tacto. La magnitud física que puede ser medida y expresada de forma numérica es la Temperatura (T). Un cuerpo caliente tiene mayortemperatura que otro frío.
Al poner en contacto dos cuerpos que tienen distintas temperaturas, el cuerpo caliente disminuye su temperatura y el cuerpo frío aumenta su temperatura, hasta que se igualan. Se dice que han alcanzado el equilibrio térmico.
Medida de la temperatura.
Para medir la temperatura, se busca una correspondencia entre sus variaciones y la de alguna propiedad física medible,como la longitud de una columna de mercurio, la resistencia eléctrica o el cambio de calor.
La temperatura se mide con los termómetros. El termómetro de mercurio alcanza el equilibrio térmico con el cuerpo cuya temperatura se quiere medir. Para no modificar la temperatura del cuerpo, es necesario que el tamaño del termómetro sea muy inferior a la del cuerpo.
Para poder representar latemperatura de forma numérica, los termómetros deben estar graduados en escala. Una escala queda determinada seleccionando dos sucesos que siempre ocurren a la misma temperatura. Estas temperaturas de referencias se denominan puntos fijos del termómetro. En la escala Celsius los puntos fijos corresponden a la temperatura de fusión y a la de ebullición del agua.
La escala Celsius (°C) es la empleadahabitualmente. En ella la fusión corresponde a 0°C y la ebullición del agua a 100 °C. Este intervalo se divide en 100 partes iguales. Cada una de ellas es un grado centígrado.
La escala Kelvin (K) es la utilizada por los científicos, el cero absoluto de temperatura 0 K corresponde a los
-273,15 °C. El K es la unidad del sistema internacional de unidades de medida (SI) y la relación con la escalaCelsius se expresa:
T (K)= T (°C)+273,15
La escala Fahrenheit (°F) es la utilizada en los países anglosajones. En ella la fusión del hielo corresponde a 32 °F y la ebullición del agua a 212 °F. La relación con la escala centígrada se expresa:
T (°C) T (°F) -32
_________ = ______________
100 180

2. La teoría cinético- molecular y la energía y el equilibriotérmico.
La teoría cinético-molecular considera que las diferentes partículas, átomos, iones y moléculas que forman la materia están en continuo movimiento, denominado movimiento térmico.
La energía térmica es la energía del movimiento térmico de las partículas que constituyen la materia. Al aumentar la temperatura de un cuerpo, aumenta el movimiento térmico de sus partículas y, por lo tanto, suenergía térmica.
Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a diferente temperatura, los choques entre partículas de ambos producen una transferencia de energía del cuerpo que se encuentra a mayor temperatura al cuerpo de menor temperatura, hasta que se igualan las temperaturas y se alcanza el equilibrio térmico. Después continúan los choques entre partículas de los cuerpos, pero sin la transferencianeta de energía de uno a otro.

El concepto de temperatura según la teoría cinética.
La teoría cinética establece que la temperatura de los cuerpos está relacionada con la energía asociada a los movimientos de sus partículas y que su valor no depende de la cantidad de materia del sistema.
Si se incrementa la temperatura, el movimiento de las partículas se hace más rápido, aumentando así laenergía cinética media de traslación de las partículas del sistema.
Entonces, la temperatura de un sistema material es proporcional a la energía cinética media de traslación de sus partículas.

El cero absoluto.
El cero absoluto (0 K) es la temperatura teórica más baja que se puede concebir, es decir, el límite inferior de temperatura. Cuando la temperatura es de 0 k, cesa el movimiento de las...