Energia tèrmica, temperatura i calor: mecanismes i efectes

Energia tèrmica, temperatura i calor

Els cossos estan formats per partícules en moviment, que tenen energia cinètica. La suma d’aquesta energia cinètica dins d’un cos determina la seva energia tèrmica, que depèn de la quantitat de partícules presents.

Temperatura

La temperatura és la magnitud que mesura la mitjana de l’energia cinètica de les partícules d’un cos. No depèn del nombre de partícules, sinó de la intensitat del seu moviment. Es pot mesurar amb termòmetres, que poden estar graduats segons diferents escales de temperatura, com ara Celsius, Fahrenheit i Kelvin.

Transferència de calor

Quan dos cossos amb temperatures diferents entren en contacte, es produeix una transferència d’energia tèrmica anomenada calor. Aquesta transferència es manté fins que s’assoleix l’equilibri tèrmic, moment en què ambdós cossos arriben a la mateixa temperatura.

Mecanismes de transmissió de la calor

La calor es pot transmetre mitjançant tres mecanismes principals:

• Radiació: es transfereix a través d’ones electromagnètiques sense necessitat de contacte directe.
• Conducció: es transfereix a través d’un material sòlid per contacte directe entre partícules.
• Convecció: es produeix en fluids (líquids o gasos) a través del moviment de masses de substància amb diferents temperatures.

Conductors i aïllants

Les substàncies poden classificar-se en conductores i aïllants, segons la seva capacitat per facilitar o dificultar la transmissió de calor.

Relació entre energia tèrmica i temperatura

L’energia tèrmica i la temperatura d’un cos depenen de la velocitat de les partícules. Tanmateix, només l’energia tèrmica depèn de la massa del cos, és a dir, de la quantitat de partícules; la temperatura d’un cos no depèn de la seva massa.

Efectes de la calor sobre els materials

Els efectes de la calor sobre els materials poden ser diversos, entre els quals destaquen:

• Canvis de temperatura, que impliquen l’augment o la disminució de l’energia tèrmica.
• Dilatacions i contraccions, fenòmens en què els materials augmenten o disminueixen de volum segons la temperatura.
• Canvis d’estat, quan una substància passa d’un estat físic a un altre (per exemple, de sòlid a líquid o de líquid a gas) a causa de l’absorció o l’alliberament de calor.

Resum

En resum, la calor és una forma de transferència d’energia, mentre que la temperatura és una mesura de l’energia cinètica mitjana de les partícules d’un cos. La seva comprensió ens permet explicar fenòmens naturals com la transmissió de calor, els canvis d’estat i els efectes de la temperatura sobre els materials.