Calor y Temperatura: Fundamentos Clave de la Física Térmica

Calor y Temperatura: Conceptos Fundamentales

La energía térmica es la energía que posee un cuerpo (o un sistema material) debido al movimiento de las partículas que lo componen.

Temperatura

La temperatura es la magnitud física que indica la agitación o nivel térmico de un cuerpo. Si ponemos en contacto dos cuerpos, siempre existe un paso de energía térmica del cuerpo a mayor temperatura al que está a menor temperatura, aunque este último tenga una masa mayor.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la temperatura se mide en Kelvin (K). La energía térmica que contiene un cuerpo depende de su temperatura, pero también de su masa.

Escalas Termométricas

En la vida cotidiana no utilizamos el Kelvin; utilizamos la escala Celsius. En Estados Unidos y en otros países se usa la escala Fahrenheit. Las tres escalas se caracterizan porque toman dos temperaturas fijas: una es la normal (tomada a 1 atm de presión) de congelación del agua, y la otra, la temperatura normal de ebullición del agua. La diferencia de una a otra deriva de los valores que se le asignan a esas temperaturas:

• Escala Celsius

  Toma como valores arbitrarios de las temperaturas de congelación y de ebullición 0 °C y 100 °C, respectivamente. El espacio entre ambas marcas se divide en 100 partes iguales; cada una de ellas es un grado Celsius.

• Escala Fahrenheit

  Las mismas temperaturas toman los valores arbitrarios 32 °F y 212 °F. El espacio se divide en 180 partes iguales; cada una de ellas es un grado Fahrenheit.

• Escala Kelvin

  Los valores no son arbitrarios, ya que existe una situación extrema donde las partículas estarían en absoluto reposo. Ese estado inalcanzable de mínima temperatura se denomina cero absoluto (0 K), que se considera que corresponde a -273.15 °C.

Calor

El calor es la energía térmica que transita de forma natural entre dos sistemas materiales que están a diferente temperatura.

Unidades del Calor

Al ser una energía en tránsito, el calor se expresa en unidades de energía que, en el SI, es el julio (J). Se sigue utilizando la antigua unidad de calor, la caloría (cal).

¿Qué es el Equilibrio Térmico?

Decimos que dos cuerpos, A y B, están en equilibrio térmico si ambos están a la misma temperatura.

Calor cedido por el cuerpo A = Calor ganado por el cuerpo B

¿Es lo Mismo Calor que Temperatura?

La temperatura es la magnitud física que indica el grado de agitación de las partículas. Su unidad en el SI es el Kelvin, aunque utilizamos normalmente el grado Celsius. El calor es una energía en tránsito entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. Su unidad es el julio (J). Calor y temperatura son dos magnitudes físicas distintas.

Cambios Físicos y de Estado

Cuando un cuerpo recibe calor de su entorno, aumenta su temperatura, aunque no siempre. Los cuerpos pueden cambiar de estado de agregación al recibir calor de su entorno (progresivo) o al ceder calor (regresivo). Durante el cambio de estado de un cuerpo o un sistema material, su temperatura permanece constante.

Dilatación Térmica

La dilatación es el fenómeno físico por el cual un cuerpo aumenta una, dos o tres dimensiones: largo, ancho y alto. El efecto contrario se denomina contracción.