Energía, trabajo y calor: conceptos, tipos de transmisión y propiedades térmicas
Energía, trabajo y calor: conceptos fundamentales
Trabajo
Trabajo: es una medida de los cambios que las fuerzas realizan sobre un sistema.
Energía
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar trabajo, tanto sobre sí mismos como sobre otros.
Energía cinética
Energía cinética: es la energía que poseen los cuerpos debido a su movimiento. Esta energía depende de la masa del cuerpo y de su velocidad.
Energía potencial
La energía potencial es la energía que poseen los cuerpos debido a su posición. Depende de la masa del cuerpo y de la altura sobre el suelo.
Energía mecánica y conservación
Si no se realiza trabajo sobre un cuerpo, es decir, si no se aplica sobre él ninguna fuerza que cambie su posición o modifique su movimiento, la energía total del cuerpo no variará. La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial, y se mantiene constante si no se realiza trabajo sobre ese cuerpo.
Calor
El calor es una forma de transmisión de la energía y puede medirse por los efectos que produce: aumentos de la temperatura, aumento del volumen y cambios de efectos físicos.
Energía interna
La energía interna de un cuerpo es la suma de la energía de todas sus partículas constituyentes.
Modos de transmisión del calor
El calor puede transmitirse de distintas formas principales:
- Conducción: el calor se transmite por interacción entre las partículas que forman las sustancias sin que exista un desplazamiento neto de éstas. Es típica de sólidos, en los que las partículas se mantienen aproximadamente en la misma posición. Los buenos conductores permiten el paso rápido del calor, como el metal; los malos conductores dificultan la transmisión del calor, como la madera.
- Convección: en la convección el calor se transmite por el desplazamiento de las partículas que forman los cuerpos. La convección es típica de líquidos y gases. Se da en el aire de una habitación y al calentar líquidos en un cazo, como el agua.
- Radiación: en la transmisión por radiación el calor se propaga sin necesitar la ayuda de la materia. La energía calorífica se transmite por ondas electromagnéticas. Son ondas que pueden viajar a través de la materia pero también a través del vacío; entre ellas se cuenta la luz visible.
Capacidad calorífica
La capacidad calorífica es la cantidad de calor, en forma de energía, que debemos aportar a una sustancia para aumentar en un grado la temperatura de un kilogramo de dicha sustancia.
Dilatación
Dilatación: es el aumento de volumen que los cuerpos experimentan al aumentar la temperatura.
Contracción
Contracción: es la disminución de volumen que los cuerpos experimentan al disminuir la temperatura.
Temperatura
La temperatura es una medida de la agitación de las partículas que forman un cuerpo.