Energía térmica, temperatura y mecanismos de transferencia de calor

Energía térmica

Energía térmica: energía cinética media de las partículas de un sistema.

Relaciones entre energías

• Energía cinética — incremento de la temperatura.
• Energía interna — aportamos calor.
• Energía química — relacionada con los cambios de estado.

Temperatura

Temperatura: es la medida de las vibraciones de las partículas de un sistema.

• Aparato: termómetro.
• Medida: relativa — toman como referencia un fenómeno físico arbitrario.
• Escala: absoluta — toma como referencia el 0 absoluto.

Calor

Calor: es la energía que se transfiere entre cuerpos a diferentes temperaturas.

La transferencia siempre se produce del cuerpo más caliente al cuerpo más frío. Se produce transferencia de calor hasta que se alcanza un equilibrio térmico.

Cambios de estado

Cambios de estado: procesos en los que la materia pasa de una fase a otra (sólido, líquido, gas) y que implican variaciones de energía interna y, a menudo, transformación de energía química y energía térmica.

Dilatación térmica

Dilatación térmica: aumento de longitud o volumen que sufre un cuerpo al aumentar su temperatura.

• Sólidos / líquidos: casi no se dilatan (variación pequeña).
• Gases: casos con dilataciones más apreciables.

Calor y equilibrio térmico

El calor es la transferencia de energía entre dos cuerpos a diferente temperatura; siempre va del cuerpo caliente al cuerpo frío. Esta transferencia continúa hasta que ambos cuerpos alcanzan un equilibrio térmico.

Unidades: calorías (entre otras unidades).

Transferencia del calor

Formas principales de transferencia de calor:

Conducción

Transferencia del calor por contacto (por contagio). Es típica en sólidos.

• Conductores: materiales que transmiten bien el calor.
• Aislantes: materiales que transmiten poco el calor.

Convección

Transferencia de calor debida al movimiento de un fluido (líquidos y gases). En la convección se transmite energía moviendo el propio fluido.

Ejemplo: brisas marinas (fenómenos de convección en la atmósfera).

Radiación

Radiación: transferencia de energía o calor mediante ondas electromagnéticas; se transmite por el vacío.

La radiación térmica corresponde principalmente a la radiación infrarroja.