Conceptos Fundamentales de Temperatura, Calor y Transferencia de Energía

¿Qué es la Temperatura y la Energía Interna?

La temperatura de un cuerpo es una propiedad que depende del movimiento de sus partículas. Es decir, a mayor velocidad de las partículas, mayor es su energía cinética y, por lo tanto, mayor es la temperatura.

Se denomina energía interna de un cuerpo a la suma de la energía de todas las partículas que lo componen. Esta energía interna depende de tres factores:

• El número de partículas (es decir, su masa).
• El tipo de sustancia.
• La temperatura del cuerpo.

Calor y Equilibrio Térmico

Calor: Es la energía que se transfiere entre dos cuerpos que se encuentran a distinta temperatura cuando se ponen en contacto.

Equilibrio térmico: Ocurre cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas entran en contacto. El cuerpo con mayor temperatura cede calor al de menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan, alcanzando así el equilibrio térmico.

Métodos de Propagación del Calor

Conducción

Es el modo en que se propaga el calor en los sólidos. Las partículas del sólido en contacto con el foco caliente aumentan su vibración y la transmiten a las partículas vecinas cuando chocan entre ellas. Así, la vibración se transmite por todas las partículas y el cuerpo se calienta. Dependiendo de la naturaleza de sus partículas, los cuerpos pueden ser:

• Buenos conductores del calor: como los metales.
• Malos conductores del calor (aislantes): como la madera y el plástico.

Convección

Es el modo en que se propaga el calor en líquidos y gases. El fluido en contacto con el foco caliente aumenta la vibración de sus partículas, que ascienden, dejando espacios libres que son ocupados por partículas más frías. Estas, a su vez, se calientan y vuelven a subir, creando un ciclo continuo.

Radiación

Es el modo en que se propaga el calor sin necesidad de contacto entre los cuerpos. La forma más conocida de radiación es la que proviene del Sol. Todos los cuerpos emiten y absorben radiación. Solo una parte de la radiación que proviene del Sol es visible, lo que conocemos como color.

Efectos del Calor en los Cuerpos

Dilatación Térmica

Cuando un cuerpo material se calienta, este se dilata, es decir, aumenta su volumen. La dilatación se debe a que, con el aumento de la temperatura, las partículas se separan y se mueven más deprisa, pasando de un estado de menor volumen (partículas más juntas) a uno de mayor volumen (partículas más separadas).

El Calor y los Cambios de Temperatura

La variación de temperatura que experimenta un cuerpo al recibir calor depende de varios factores:

• Masa: Cuanto mayor sea su masa, menos variará su temperatura ante una misma cantidad de calor.
• Calor específico: Es la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de masa de una sustancia para que su temperatura aumente 1 °C. Es una propiedad característica de cada sustancia. Cuanto mayor sea el calor específico, más energía se necesita para calentar el cuerpo.
• Calor latente: Es la cantidad de calor que hay que suministrar a 1 kg de una sustancia para que cambie de estado (por ejemplo, de sólido a líquido). El calor latente es una propiedad característica de cada cambio de estado.