Temperatura, Calor y Termodinámica: Conceptos Clave Explicados

Temperatura, Calor y Termodinámica: Conceptos Fundamentales

Temperatura

Se define como la energía cinética interna de un sistema, es decir, la velocidad de movimiento de sus partículas.

Medición de la Temperatura

Escala Celsius o Centígrada

Fue establecida en 1742 por el sueco Anders Celsius. Tomó como 0 °C el punto de congelamiento del agua y el punto de ebullición 100 °C.

Escala Fahrenheit (°F)

Fue creada en 1724 por el alemán Gabriel Fahrenheit. Consideró como 0 °F la temperatura de una mezcla de cloruro de amonio, y 96 °F como la temperatura del cuerpo humano.

Escala Kelvin (K)

Fue establecida en 1848 por el escocés William Thomson, conocido como Lord Kelvin. El cero en la escala Kelvin se definió como aquel punto en el cual la energía cinética de las moléculas vale cero.

Calor

El calor es la energía térmica en transferencia debida a la diferencia de temperatura entre dos o más cuerpos. El calor se mide en Joules o en Calorías.

Q = mCe(Tf-T1)

Calor Específico

Propagación del Calor

Conducción

Contacto directo entre los cuerpos a diferentes temperaturas. El calor fluye de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura que están en contacto.

Convección

Transporte de calor por medio del movimiento de un fluido.

Radiación

Transmisión de energía térmica cuando nos ponemos bajo el sol y sentimos su calor, o cuando acercamos la mano a un foco y sentimos que se nos calienta la palma sin necesidad de tocarlo.

Estados de Agregación de la Materia

Se le llama estado de agregación de la materia a la manera en que las partículas de un cuerpo se acomodan. Existen tres estados: gaseoso, líquido y sólido.

Cambios en la Materia

• Fusión: Sólido a Líquido
• Sublimación: Sólido a Gaseoso
• Vaporización: Líquido a Gas
• Condensación: Gaseoso a Líquido
• Cristalización: Gaseoso a Sólido
• Solidificación: Líquido a Sólido

Densidad

Cantidad de masa que está contenida en cierto volumen, depende de cuántas partículas hay en determinado espacio.

Dilatación

Al aumentar la temperatura de un cuerpo con calor, las partículas se separan entre sí y ocupan un mayor espacio. La dilatación es el aumento de tamaño del cuerpo formado por dichas partículas.

Leyes de la Termodinámica

Primera Ley de la Termodinámica

“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, por lo que en un sistema cerrado, la energía calorífica que cede un cuerpo es exactamente la misma que aquella que absorbe el otro.

Segunda Ley de la Termodinámica

“El flujo de calor siempre es desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura”, hasta lograr un equilibrio térmico.

Ejemplo: Principio de Pascal

En una prensa hidráulica el pistón más grande tiene un área de A2 = 20 m2, y la del pequeño es A1 = 5 m2. Si se aplica una fuerza F1 = 250 N sobre el pistón pequeño, y de acuerdo al Principio de Pascal, ¿cuál es la fuerza F2 en el pistón grande?