CALOR Y ENERGÍA

Conceptos de calor y temperatura.
Calor y y temperatura son dos términos que tendemos a confundir, hablamos de calor cuando queremos referirnos a la temperatura; y decimos que un cuerpo tiene calor, cuando lo correcto es decir que se encuentra a una determinada temperatura.
¿Qué es el calor?
El calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro, cuando están en contacto y a diferente temperatura. Esto significa que los cuerpos ceden o ganan calor, pero que no lo poseen.
En el sistema internacional, (SI), la unidad del calor es el julio (J). Un julio equivale a 0,24 calorías.
¿A qué llamamos temperatura y energía interna?
Todas las sustancias están formadas por partículas que se mueven constantemente de forma desordenada con mayor o menor intensidad. Este movimiento se llama agitación térmica. La suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo se llama energía interna.
La temperatura de un cuerpo mide la cantidad de energía interna que posee.
¿ A qué llamamos caliente y frío?
Un cuerpo está frío porque su temperatura es menor que la nuestra. Mientras que lo sentimos caliente cuando su temperatura es mayor.
Los efectos del calor sobre los cuerpos.
Cuando se suministra calor a un cuerpo, aumenta el movimiento de sus partículas, la energía cinética de cada una y, por tanto, la energía interna y consecuentemente su temperatura.
Esta es, principalmente, la causa de que los cuerpos varíen de tamaño o cambien de estado.
Dilatación y contracción.
La dilatación es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo cuando recibe energía en forma de calor.
La dilatación puede ser causa de grandes cambios en los cuerpos.
Cambios de estado.
Un cambio de estado es una modificación en la forma en que se disponen las partículas que constituyen una sustancia.
El estado en el que se encuentre un cuerpo depende principalmente de la presión a la que está sometido y de su temperatura.
Los cambios de estados pueden ser:
progresivos: si se producen suministrando calor a un cuerpo, como la fusión, la
vaporización y la sublimación.
Regresivos: si se realizan con desprendimiento de calor por el cuerpo, como la
condensación, la solidificación y la sublimación regresiva.
Mientras tiene lugar un cambio de estado, la temperatura del cuerpo no varía, aunque estemos aportando o quitando calor.
Por ejemplo, cuando la temperatura a la que una sustancia sólida se funde, y pasa al estado líquido, se llama temperatura de fusión y la temperatura a la que una sustancia hierve, y pasa del estado líquido al gaseoso, se denomina temperatura de ebullición.
La medida de la temperatura.
La temperatura se puede medir utilizando diferentes escalas termométricas.
Existen tres escalas termométricas, que utilizan diferentes puntos de referencia:Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
Escala Celsius (ºC)
Es la escala más utilizada en la mayor parte de los países. Mide la temperatura en grados Celsius (ºC)
Se trata de una escala centígrada, ya que establecen 100 divisiones entre los puntos de referencia
Escala Fahrenheit (ºF)
En esta escala, la temperatura se mide en grados Fahrenheit (ºF)
Se puede transformar en ºC utilizando las siguiente relación:

FF = 9/5TC + 32

Escala absoluta o Kelvin(K)
Es la escala más empleada en el ámbito científico. En ella se asigna el valor 273 K al punto de fusión del agua.
Es la unidad de temperatura en el Sistema Internacional.

TK= TC +273

El termómetro.
Para medir la temperatura se utiliza el termómetro. Su funcionamiento se basa en el efecto que produce la variación de temperatura en alguna característica de un cuerpo, como por ejemplo la variación de volumen liquido, la presión de gas … etc.
Termómetro de mercurio.
El mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente, que conduce bien el calor.
Un termómetro de mercurio consta de un depósito que contiene el metal líquido, y de un tubo de vidrio de paredes delgadas por el que se desplaza el metal al variar la temperatura.
La propagación del calor.
El calor puede pasar de un cuerpo a otro, o transmitirse de un punto a otro dentro de un mismo cuerpo, de tres formas distintas: por conducción, por convección o por radiación
Conducción
La conducción es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos.
Este fenómeno se debe a que las partículas de la varilla, elevan su energía cinética e intensifican su movimiento.
Convección
La convección es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor en los fluidos, como los líquidos y los gases.
Cuando se calienta un líquido o un gas, sus partículas adquieren más energía, mueve más rápidamente y se separan.
Así se produce una circulación de las partículas del líquido o del gas que provoca corrientes, denominadas corrientes de convección.
Radiación
La radiación en el mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medio material.
De este modo, el calor se puede transmitir en el vacío.
Todos los cuerpos emiten y absorben calor en forma de radiación.
No todos los cuerpos tienen el mismo poder de absorción de radiaciones.
Conductores y aislantes térmicos.
La distinta capacidad de los sustancias para conducir el calor permite distinguir dos tipos de materiales: conductores y aislantes térmicos.
Conductores térmicos.
Son materiales que conducen bien el calor de un punto a otro. En general, todo los metales como el oro, la plata, el hierro, etc..
Aislantes térmicos.
Son materiales que no conducen bien el calor. Suelen ser porosos o fibrosos, con aire en su interior, como la madera o el plástico.
El aire es un buen aislante.
La piel como órgano de percepción del calor.
La piel constituye la superficie de contacto entre el organismo y el medio ambiente. Contiene en su interior una gran variedad de receptores sensoriales.
Los receptores encargados de detectar cambios súbitos de temperatura, se denominan termorreceptores.
Existen dos tipos de termorreceptores:
-Los corpúsculos de Ruffini. Detectan sensaciones de calor. Se hallan en la zona profunda de la piel y abunda en la cara.
-Los corpúsculos de Krause. Detectan sensaciones de frío. Son más superficiales y abundantes que los de Ruffini y abundan en la espalda.