Calor, Ondas, Luz y Sonido: Conceptos y Fenómenos Físicos

Calor y Transferencia de Energía

El calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando están en contacto y a diferente temperatura. El calor siempre se transfiere del cuerpo con mayor temperatura al de menor temperatura.

• Dilatación: Es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo cuando recibe energía en forma de calor.
• Contracción: Si el cuerpo cede calor, sucede lo contrario; sus partículas se mueven menos, se enfrían y disminuyen su volumen.

Cambios de Estado

Los cambios de estado de la materia son:

• Sólido a gas: Sublimación
• Gas a sólido: Sublimación regresiva
• Sólido a líquido: Fusión
• Líquido a sólido: Solidificación
• Líquido a gas: Vaporización
• Gas a líquido: Condensación

Conversión de Temperaturas

Fórmulas para la conversión de temperaturas:

• De grados Fahrenheit (°F) a Celsius (°C): T_C = 5 x (T_F - 32) / 9
• De Kelvin (K) a Celsius (°C): T_C = T_K - 273.15

Mecanismos de Transferencia de Calor

• Conducción: Es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos. Ejemplo: Cuando se calienta un extremo de una barra metálica, el calor se transfiere a toda la barra.
• Convección: Es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor en los fluidos (líquidos y gases). Ejemplo: Cuando el agua hierve, el agua caliente sube y, al enfriarse, vuelve a bajar, creando corrientes de convección.
• Radiación: Es el mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medio material. Ejemplo: El calor del Sol llega a la Tierra por radiación.

Ondas, Luz y Sonido

Ondas

Una onda es una forma de propagación de energía de un punto a otro del espacio, que no va acompañada de un desplazamiento de materia.

• Frecuencia: Número de oscilaciones de las partículas por segundo. Su unidad en el SI es el hercio (Hz).
• Longitud de onda: Distancia que existe entre dos crestas consecutivas.

Luz

La luz es una forma de energía que nos permite ver el color y la forma de los objetos cuando están bien iluminados.

Según su comportamiento ante la luz, los materiales se clasifican en:

• Transparentes: Dejan pasar toda la luz.
• Translúcidos: Dejan pasar una parte de la luz.
• Opacos: No dejan pasar la luz.

Fenómenos Luminosos

• Eclipse de Luna: Ocurre cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna.
• Eclipse de Sol: Ocurre cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra.
• Sombra: Se produce cuando un objeto opaco se interpone en el camino de un rayo de luz, creando una silueta oscura detrás de él.
• Penumbra: Zona donde solo llegan algunos rayos de luz, por lo que aparece parcialmente iluminada.

Reflexión y Refracción de la Luz

Reflexión de la luz: Es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al chocar contra la superficie de un cuerpo.

Espejos

• Espejos planos: Son superficies planas. Producen imágenes que tienen la misma forma y tamaño que el objeto real que reflejan.
• Espejos curvos: Son superficies curvas. Producen imágenes distorsionadas.
  • Espejos cóncavos: Tienen la forma de la parte interna de una cuchara o de una esfera pulimentada.
  • Espejos convexos: Tienen la forma de la parte externa de una cuchara o de una esfera pulimentada.

Refracción de la luz: Es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al pasar de un medio a otro en el que su velocidad es distinta.

Lentes

• Lentes convergentes: Tienen mayor grosor en el centro que en los extremos.
• Lentes divergentes: Son más gruesas en los extremos que en el centro.

Sonido

El sonido se propaga a diferentes velocidades según el medio:

• Aire (20 ºC): 340 m/s
• Agua (0 ºC): 1500 m/s
• Hierro (20 ºC): 5130 m/s