Escala Kelvin y Transferencia de Calor: Conceptos Fundamentales

La Escala Kelvin

Kelvin calculó que la mínima temperatura que puede alcanzar la materia es de -273,15 °C. A esta temperatura, conocida como cero absoluto, la energía cinética de las partículas que componen los materiales sería igual a cero, y se le asigna el valor 0 Kelvin (K).

T_K = T_°C + 273,15 (para pasar de Celsius a Kelvin)

T_°C = T_K - 273,15 (para pasar de Kelvin a Celsius)

Cantidad de Calor

La variación de temperatura de un sistema es directamente proporcional al calor absorbido en el tiempo, siempre y cuando no se produzcan cambios de estado.

La cantidad de energía transferida en forma de calor, absorbida o cedida por un sistema, se denomina cantidad de calor.

Capacidad Calorífica y Calor Específico

Capacidad calorífica: se define como la cantidad de calor necesaria para que un cuerpo modifique su temperatura, es decir, como el cociente entre la cantidad de calor transferido y la variación de temperatura que se produce.

Calor específico: una propiedad intensiva de los materiales, que se obtiene dividiendo la capacidad calorífica de un cuerpo por su masa:

c = C/m

La calorimetría es la parte de la Física que estudia el flujo de calor en los sistemas.

Propagación del Calor

Existen tres formas de propagación del calor:

• Conducción: Ocurre de forma gradual de un material a otro. Podemos diferenciar dos tipos de materiales: los que conducen el calor, llamados conductores térmicos, y los que dificultan su paso, a los que se denomina aislantes térmicos.
• Convección: Cuando un líquido o una masa gaseosa absorben calor, se dilatan significativamente, aumenta su volumen y disminuye su densidad. A esto se lo llama convección. Al movimiento de fluidos se lo denomina corriente de convección.
• Radiación: Todos los cuerpos calientes emiten radiaciones térmicas que, como todas las radiaciones electromagnéticas, no requieren un medio para propagarse, por lo que pueden hacerlo aun en el vacío.

Formas Mixtas de Transmisión del Calor

En la mayor parte de los casos, los cuerpos no transfieren calor de una única manera, sino que lo hacen de varias formas a la vez. Por ejemplo, el suelo terrestre se calienta cuando absorbe la radiación proveniente del Sol.

Las Radiaciones

Las radiaciones son manifestaciones energéticas que tienen origen eléctrico y magnético a la vez. Esas interacciones tienen dos características principales:

• Las fuerzas eléctricas actúan a distancia, porque pueden manifestarse aunque los cuerpos cargados no estén en contacto.
• Las fuerzas eléctricas son de largo alcance. Esto implica que al manifestarse una fuerza eléctrica, aun cuando su intensidad disminuye al aumentar la separación entre los cuerpos, la fuerza no desaparece aunque aquellos estén muy alejados.