jueves, 16 de agosto de 2012
¿Cómo se propaga el calor?
Cuando nos preguntamos acerca de la propagación del calor, en realidad lo que queremos saber es cómo se propaga la energía desde los cuerpos calientes a los fríos. Decir “propagación del calor” es una forma de hablar: lo que en realidad se propaga es la energía, que es lo que poseen los cuerpos.
Existen tres maneras en las que la energía térmica se propaga de unos cuerpos a
otros: conducción, convección y radiación.
La transmisión de energía en forma de calor puede realizarse de tres formas:
- Conducción, por contacto y sin movimiento de materia.
- Convección, con movimiento de materia.
- Radiación, sin necesidad de materia.
Calor y Temperatura
Calor:
El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.
Cuando el calor entra en un cuerpo se produce
calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos más fríos
poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo.
Temperatura:
La temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).
Diferencias entre calor y temperatura
Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su
temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo
mismo. Sin embargo, esto no es así. El calor y la temperatura están
relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes.
Como ya dijimos, el calor es la energía total del
movimiento molecular en un cuerpo, mientras que la temperatura es la
medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las
partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo. La temperatura no
depende del tamaño, ni del
número ni del tipo.
Por ejemplo, si hacemos hervir agua en dos
recipientes de diferente tamaño, la temperatura alcanzada es la misma
para los dos, 100° C, pero el que tiene más agua posee mayor cantidad de
calor.
Calor y equilibrio térmico
Cuando dos cuerpos a distintas
temperaturas se ponen en contacto, terminan igualando sus temperaturas. Entonces
se dice que se ha alcanzado el equilibrio térmico.
Cuando dos sistemas entran en
contacto, las partículas con mayor energía cinética transfieren, mediante
choques, parte de su energía a las restantes partículas, de manera que al final
la energía cinética media de todo el conjunto es la misma.
Cuando dos sistemas en desequilibrio
térmico entran en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía térmica
al de menor temperatura hasta conseguir el equilibrio térmico.
El calor es la transferencia de
energía desde un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura hasta otro de menor
temperatura. Cuando ambos cuerpos igualan sus temperaturas se detiene la
transmisión de energía.
jueves, 9 de agosto de 2012
Sensación termica. Temperatura .
La temperatura es una de las manifestaciones de la energía térmica contenida en un cuerpo. Todos tenemos una apreciación intuitiva del concepto de temperatura, y podemos diferenciar al tacto, la diferencia entre un cuerpo caliente y uno frío, porque ya por defecto tenemos esa posibilidad "de fábrica". El aire que nos rodea no es excepción, así es que de cierta forma, podemos "medir" la temperatura del aire ambiente, midiendo la temperatura de la capa mas externa de la piel en contacto con él, y sentirnos mas o menos a gusto según esta sea menor o mayor.
Esta sensación térmica que corresponderá a la temperatura de la piel, está influida notablemente por varios factores, de manera que nuestro "medidor" de temperatura natural, puede diferir notablemente de un termómetro físico. Por tal motivo podemos sentir mas frío o calor del que realmente existe, teniendo en cuenta solo la temperatura ambiente.
¿A que se llama temperatura?
Temperatura:
es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una
sustancia. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no
depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende
de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un caso de agua hirviendo
es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de
que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de
moléculas de agua más que el caso.
Conversión de valores de temperatura
- La escala Celsius y la escala Kelvin tiene una transformación muy sencilla:
grados K=273.15 + grados C
- En la transformación de grados centígrados a grados Fahrenheit debes tener en cuenta que cada grado centígrado vale 1,8 ºF ( 0 - 100 en la escala centígrada equivale a 32 - 210 en la escala Fahrenheit). Por lo tanto debes multiplicar los grados centígrados por 1,8 que equivale a 9/5 . Como el cero Celsisus corresponde al 32 Fahrenheit debes sumar 32:
gradosF=(9/5)*gradosC+32
- Para la transformación inversa se despeja y queda:
gradosC=(5/9)*( grados F-32)
Escalas Absolutas
Las escalas que asignan los valores de la temperatura en dos puntos diferentes se conocen como escalas a dos puntos.
Sin embargo en el estudio de la termodinámica es necesario tener una
escala de medición que no dependa de las propiedades de las sustancias.
Las escalas de éste tipo se conocen como escalas absolutas o escalas de temperatura termodinámicas.
Con base en el esquema de notación introducido en 1967, en la
Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), el símbolo de grado se
eliminó en forma oficial de la unidad de temperatura absoluta.
Escalas de Medicion ''Relativas''
Relativas
Unidades derivadas del SI.
- Grado Celsius (°C). Para establecer una base de medida de la temperatura Anders Celsius utilizó (en 1742) los puntos de fusión y ebullición del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en el punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C. Sin embargo, en 1948 fueron renombrados grados Celsius en su honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra mayúscula para denominarlos.
- En 1954 la escala Celsius fue redefinida en la Décima Conferencia de Pesos y Medidas en términos de un sólo punto fijo y de la temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue el punto triple del agua que es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio, al cual se le asignó un valor de 0,01 °C. La magnitud del nuevo grado Celsius se define a partir del cero absoluto como la fracción 1/273,16 del intervalo de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto. Como en la nueva escala los puntos de fusión y ebullición del agua son 0,00 °C y 100,00 °C respectivamente, resulta idéntica a la escala de la definición anterior, con la ventaja de tener una definición termodinámica.
- Grado Fahrenheit (°F). Toma divisiones entre el punto de congelación de una disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100). Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; erróneamente, se asocia también a otros países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda, que usan la escala Celsius.
- Grado Réaumur (°Ré, °Re, °R). Usado para procesos industriales específicos, como el del almíbar.
- Grado Rømer o Roemer. En desuso.
- Grado Newton (°N). En desuso.
- Grado Leiden. Usado para calibrar indirectamente bajas temperaturas. En desuso.
- Grado Delisle (°D) En desuso.
jueves, 2 de agosto de 2012
Unidades de la temperatura
Las escalas de medición de la temperatura se dividen fundamentalmente en
dos tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar
la temperatura en cualquier escala de medición, no tienen un nivel
máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto. Mientras que las escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de definirse.
La Temperatura
La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones
comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal
en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido
por las personas tiene más que ver con la sensacion termica
(ver más abajo), que con la temperatura real. Fundamentalmente, la
temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel
macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la
energía promedio por partícula.
Al contrario de otras cantidades termodinámicas como el calor o la
entropía, cuyas definiciones microscópicas son válidas muy lejos del equilibrio tèrmico, la temperatura sólo puede ser medida en el equilibrio, precisamente porque se define como un promedio.
La temperatura está íntimamente relacionada con la energìa interna y con la entalpìa de un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema.
La temperatura es una propiedad intensiva,
es decir que no depende del tamaño del sistema, sino que es una
propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de
sustancia ni del material del que este compuesto.
Escalas para medir la temperatura
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala
Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit
se usa en los países anglosajones y la escala Kelvin de uso
científico.
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Instrumento para medir La Temperatura:
El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro.
Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más
populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias
(alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El
líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo
muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por
el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan
claramente visibles.
¿Que Es La Temperatura?
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada
con la sensación de calor o frío que se siente en contacto
con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que
el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés
de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos
confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
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