La temperatura de un cuerpo es la agitacion termica de las particulas que lo forman. Antes de afirmar que un cuerpo esta caliente antes debes comprarlo con otro.
1.1.-ESCALAS TERMOMETRICAS.
Existen tres escalas termometricas y se basan en asignar un valor a determinadas temperaturas de referencia, como la congelacion o ebullicion. El intervalo entre dos temperaturas de referencua se divide en partes iguales y cada una sera un grado de la escala.
->Escala de Celsius o centígrada.Se trata de la escala utilizada internacionalmente. En esta la fusion del agua es 0 y la ebullicion a una presion atmosferica normal es 100 y entre ambos se divide en 100 partes iguales que seran los grados centigrados o Celsius. (ºC).
->Escala de Fahrenheit. Utilizada en EEUU y paises anglosajones. En esta escala la fusion esta en 32 y la ebullicion a 212 a presion normal. Esta escala entre el 32 y el 212 se divide en 180 partes iguales que son los grados Fahrenheit. (ºF)
ºC ºF-32
--------=----------
100 180
->Escala Kelvin o absoluta. Es la unidad del (SI). Se le pone el valor de 0 a la minima temperatura posible que corresponde al estado en que la energia cinetica de las particulas es nula, el valor 273 a la temperatura de fusion y 373 a la ebullcion del agua. Este intervalo se divide en 100 partes iguales que constituyen los grados Kelvin (ºK)
K=ºC+273
1.2.-LOS TERMOMETROS.
El valor numerico de la temperatura se obtiene mediante unos instrumentos llamados termometros. Los mas convencionales se basan en el fenomeno de la dilatacion (Mercurio o alcohol), otros mas modernos tienen sensores electricos que lo miden. Entre dos cuerpos de contacto la energia termica fluye del mas caliente al mas frio. Gracias a que el termometro es pequeño perdemos una cantidad insignificante de energia y la medicion se aproxima mucho a la realidad.
Un termometro domestico tiene:
+Un tubo de vidrio graduado y hermeticamente cerrado con un cilindro hueco en su interior.
+El mercurio que va dentro de el cilindro.
El termometro es insustituible en lo ambitos domestico, horspitalario, meteoroligico e industrial.
En los paises desarrollado se esta reemplazando el termometro de mercurio por uno mas inocuo. Ya que el mercurio es un material pesado, toxico y que el contacto con nuestro cuerpo puede ser letal.
2.-EL CALOR.
El termino calor hace referencia a la energia termica que se transfiere de un cuerpo caliente a otro mas frio. (en el momento justo). Siempre se produciran transferencias de calor. El cuerpo caliente se enfriara y el mas frio se calentara hasra conseguir el equilibrio termico; en el que dos cuerpos alcanzan una temperatura intermedia estable.
El calor es una forma de energia y por eso se espresa en Julios (J). Aunque tambien existe otra unidad muy utilizada (dietetica) llamada caloria (cal). Una caloria es la cantidad necesaria para elevar un grado centigrado la temperatura de un gramo de agua.
1 julio = 0,24 calorias
1 caloria = 4,18 julios
2.1.-TRANSMISION DEL CALOR.
El calor es energia termica que se desplaza entre distintos puntos.
CONDUCCION:
-Ocurre en los solidos
-La parte de un objeto que recibe caloe aumenta la energia cinetica de sus particulas y estas traspasan partede su movimiento a las particulas vecinas. De este modo el calor se transmite a lo largo de todo el objeto.
-Cocer alimentos sobre una llama
CONVECCION:
-Se da en los fluidos (y en algunos gases).
-El aumento de la temperatura produce una disminucion de la densidad de los fluidos de forma que tienden a ascender. Cuando las particulas se enfrian descienden. El resultado es un conjunto de movimientos circulares que distribuyen el calor por todo el fluido.
-Esto explica fenomenos naturales como el viento y la lluvia debido a la ascension de masas de aire calido y humedo en la atmosfera.
RADIACION:
-Es la unica dorma de transimision de la energia que no necesita materia para realizarse. Todos los cuerpos emiten calor por radiacion en funcion de su temperatura: a mayor temperaura mayor radiacion.
-Los cuerpos calientes emiten una radiacion denominada indrarroja.
-La radiacion solar.
AISLANTES Y CONDUCTORES.
Segun la capacidad que tienen las sustancias para conducir con mayor o menor rapidez el calor distinguimos:
-Aislantes termicos: Son materiales que conducen con dificultad el calor. Sus particulas ocupan posiciones muy fijas y se hace muy dificil la transmision de energia entre particulas vecinas. Agodon, madera, plasticos...
Existen materiales que evitan las perdidas de calor en invierno o su entrada durante verano.
-Conductores termicos: Son aquellos que transmiten con facilidad el calor. Todos poseen particulas capaces de desplazarse a lo largo del cuerpo, transfiriendo la energia. El cobre o el aluminio son ejemplos de materiales conducteres de transmision rapida de la energia.
2.2.-EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS.
Un cuerpo al recibir calor puede reaccionar de diversas formas: con un cambio de estado o con una dilatacion.
CAMBIO DE TEMPERATURA
Uno de los efectos del cambio de la temperatura es el incremento. Este incremento de temperatura de una sustancia, siempre y cuando se mantenga en el mismo estado durante el proceso, depende principalmente de dos factores:
->La masa de la sustancia: A mayor masa mas calor se requiere para elevar su temperatura. En este sentido es necesaria mucha mas energia para calenar una piscina que un vaso de agua. Ello se debe a que el numero de particulas a las que hay que aumentar la energia cinetica es mayor.
->El tipo de sustancia: Cada material tiene una propiedad llamada calor especifico (Ce) que nos informa de la cantidad de energia que se necesita para elevar un grado centrigrado de 1Kg de dicha sustancia. A mayor calor especifico mas energia se necesita.
El agua liquida tiene un calor especifico muy alto y este aspecto es muy importante en la regulacion de la temperatura de nuestro organismo y del medio ambiente.
CAMBIOS DE ESTADO.
-Efectos de el calor sobre un cuerpo en funcion de la temperatura y presion de la situacion. Pueden se solido, liquido o gaseoso.
->Paso de solido a liquido y viceversa: Esto recibe el nombre de fusion y su proceso inverso solidificacion.
+Se producen a una temperatura constante y no varia hasta haber cambiado de estado totalmente. Calor latente.
+La fusion necesita aporte de calor, la solidificacion requiere la misma cantidad de el calor de la fusion pero lo desprende no lo necesita.
+A una determinada presion cada solido tiene su temperatura de fusion o solidificacion.
->Paso de liquido a gas y viceversa: Este se denomina vaporizacion o ebullicion, y su inversa condensacion o licuacion. Pero la ebullicion es una forma rapida de vaporizacion con burbujas, la vaporizacion puede ser espontanea.
+Se produce a una temperatura constante llamada temperatura o punto de ebullicion.
+Para una determinada presion cada liquido tiene una temperatura de ebullicion distinta. Cuanta mas presion mayor sera la temperatura.
+En el paso de vaporizacion o ebullicion necesita calor y el paso de condensacion lo desprende
->Paso de solido a gas y viceversa: Algunas sustancias naturales pasan directamente de solido a gas y viceversa, como el dioxido de carbono solido. Este proceso se denomina sublimacion y lo contrario sublimacion inversa o condensacion a solido.
INTERPRETACION DE LOS GRAFICOS DE CAMBIOS DE ESTADO.
Mientras se produce un cambio la temperatura es constante y la llamamos calor latente de fusion o de ebullicion
En el tramo A la materia es solida y la temperatura esta ascendiendo hasta llegar a la de fusion. En el tramo B esta en calor latente de fusion para pasar a liquido. En el C ya esta en estado liquido y esta ascendiendo para pasar a gas porque le hemos aplicando mas calor. En el tramo D esta en calor latente de ebullicion pasando a gas. Finalmente en el D esta en estado gaseoso ascendiendo su temperatura.
Dilatacion
El aporte de calor puede provocar cambios de temperatura y estado pero tambien puede causar dilataciones en todos los cuerpos.
La dilatacion es el aumento del volumen de un material asociado al incremento de su temperatura. La mayor agitacion de las particulas produce un mayor distanciamiento en la materia.
No todas las sustancias dilatan de igual forma cada una tiene un coeficiente de dilatacion y este nos indica su capacidad de dilatacion.
3.-APLICACIONES EN LA ENERGIA TERMICA.
Entre las aplicaciones tecnologicas de la energia termica mas utilizadas encontramos los motores o motores de combustion, que desarrollaron en la revolucion industrial,
Un motor termico es una maquina que aprovecha la energia termiac liberada de un combustible y la transforma en energia capaz de realizar un trabajo.
MOTOR DE COMBUSTION EXTERNA:
En este tipo de motor la fuente de calor tiene lugar en una caldera fuera del motor. Es el caso de la maquina de vapor. Industria y trasporte del siglo XIX. Tiene un rendimiento solo de un 10%
MOTOR DE COMBUSTION INTERNA:
Son motores en lo que el combustible fosil produce la energia termica dentro de el motor. Son lo que se usan en la actualidad por ejemplo en los coches y tienen un rendimiento del 30%
Ninguna maquina es capaz de trasformar toda la energia en trabajo útil, ya que la propia maquina consume energia durante la transformacion. El rendimiento nos indica que proporcion de energia es transformada en trabajo y se calcula Trabajo que produce/energia que recibe. Si una maquina pudiese transformar toda la energia en trabajo util seria una maquina ideal. con un rendimiento del 100%
Por otro lado los motores de combustion liberan gases contaminantes que afectan a la salud y al planeta estos son:
Dioxido de carbono (CO2) que produce el efecto invernadero y el calentamiento terrestre.
Oxidos de nitrogeno y azufre que si se mezclan con las nubes provocan lluvia acida.
