Diferencia entre Calor y Temperatura
Al arder los combustibles, liberan calor, el cual produce el aumento de la temperatura de las sustancias con las que se contacta. Es importante notar que una temperatura elevada no siempre indica un alto contenido de calor. Cuanto mayor es la masa de una sustancia, más elevada es la cantidad de calor que contiene y, por lo tanto, puede producir una mayor variación de la temperatura.
El calor es una forma de energía que se manifiesta en la velocidad (energía cinética) que presentan las moléculas de las sustancias.
Equilibrio Térmico
Cuando dos cuerpos que están a temperaturas diferentes se ponen en contacto (contacto térmico), el calor fluye desde el cuerpo más caliente hacia el cuerpo más frío. Después de un cierto tiempo, ambos están a la misma temperatura. Cuando se alcanza esta igualdad, cesa el flujo de calor y los cuerpos se encuentran en equilibrio térmico.
Definiciones y Unidades del Calor
Calor
Es una forma de energía cuyas manifestaciones sensibles son ciertos fenómenos térmicos, tales como la variación de la temperatura, la dilatación de los cuerpos y los cambios de estado.
Capacidad Calorífica
La capacidad calorífica de una sustancia es la cantidad de calor que ella absorbe para aumentar su temperatura en 1 ºC.
Caloría (cal)
Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1 ºC la temperatura de un gramo de agua.
Unidad del Sistema Internacional (SI) del Calor
J (Joule).
Calor Específico
El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1 ºC la temperatura de un gramo de la misma.
Nota: 1 ºC equivale a 1 K (en variación de temperatura).
La Transferencia del Calor
El calor se propaga desde los cuerpos que están a mayor temperatura hacia los que se encuentran a menor temperatura a través de tres mecanismos:
- Conducción
- Convección
- Radiación
Conducción Térmica
En la conducción no hay desplazamiento de materia, sino que las moléculas que están a mayor temperatura vibran con mayor intensidad y transmiten esa agitación a las moléculas vecinas más lentas. Ejemplo: el mango de las cacerolas o el del *pajarito* (referencia a un utensilio o material específico).
Convección Térmica
Es propia de los fluidos (líquidos y gases) e implica el transporte de materia. Las corrientes de convección que se producen en la atmósfera son las responsables de diversos fenómenos climáticos, desde la dirección y la velocidad de los vientos hasta la formación de nubes.
Ejemplo: De noche, como el mar se enfría más lentamente que la tierra, el aire sobre el tierra está más caliente y se produce el fenómeno en sentido contrario: el aire se desplaza de la costa al mar (brisa terrestre).
Radiación Térmica
Los cuerpos calientes emiten radiación electromagnética hacia su espacio circundante, mediante la cual transfieren energía térmica a otros cuerpos sin necesidad de contacto entre ellos. Ejemplo: cuando calentamos un trozo de hierro, observamos que a medida que se incrementa la temperatura, su color va cambiando del rojo oscuro al amarillo claro.
Puede decirse también que la emisión y absorción de radiaciones electromagnéticas depende de la temperatura del cuerpo y de las características de su superficie. Por eso, en verano se aconseja utilizar prendas de colores claros que reflejan más la luz solar, y en invierno, de colores oscuros que la absorben.
Medición de la Temperatura
Escalas de Temperatura
Los valores de la temperatura se pueden expresar en grados Celsius, Fahrenheit, Kelvin, etc.
¿Cómo es un Termómetro?
Los termómetros que se usan habitualmente para medir la temperatura ambiente están constituidos por un tubo capilar de vidrio de paredes gruesas y diámetro constante que presenta un ensanchamiento en uno de sus extremos denominado bulbo. Dentro de este tubo se coloca una cantidad conveniente de mercurio o de alcohol y se lo cierra herméticamente, cuidando de que en su interior no quede aire. En uno de los laterales, el tubo presenta una escala termométrica expresada en grados Celsius.
Tipos de Termómetros
Termómetro de Gas
Son aquellos que, en lugar de emplear un líquido, están completamente llenos de gas a baja presión. Al subir la temperatura, la presión del gas aumenta en forma proporcional, por lo cual sus escalas son lineales. Son muy exactos, pero de manejo complicado.
Termómetro de Resistencia Eléctrica
Utilizan las variaciones que experimenta la resistencia eléctrica de ciertos materiales cuando se producen cambios en su temperatura. Su funcionamiento se basa en la medida de la corriente eléctrica, cuya resistencia varía en función de la temperatura a la que se encuentra.
Termómetros de Resistencia y Termistores
Pertenecen al grupo de los termómetros eléctricos, con los cuales se pueden automatizar las mediciones de temperaturas al conectarlos a computadoras usando programas adecuados a este propósito. Se usan para medir temperaturas entre 260 ºC y 750 ºC.
Pirómetros
Se usan para medir temperaturas muy elevadas, como las de hornos industriales.
Termómetro Clínico
Se usa para medir la temperatura del cuerpo humano. Su escala se extiende entre 35 ºC y 42 ºC.