Ciencias de la Naturaleza 2º ESOCALOR Y TEMPERATURA

TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

Trabajo: Tiene lugar cuando una fuerza se desplaza

Calor: Se produce entre cuerpos a diferente temperatura: Un cuerpo caliente cede calor a un cuerpo frío

El calor no es una forma de energía de los cuerpos, en realidad solamente es una forma de transferir energía de un cuerpo a otro.

Energía Interna: es la energía que tienen los cuerpos debido al movimiento y a la interacción entre sus partículas (átomos, moléculas,...). La energía interna está relacionada con la temperatura.

La temperatura es una medida de la energía interna del sistema: • Un cuerpo caliente tiene mas energía interna que cuando está frío.• Sus partículas se mueven mas deprisa cuando está caliente que cuando

está frío.

Equilibrio térmico:Cuando un cuerpo caliente y otro frío se ponen en contacto:

• El cuerpo caliente cede calor y su temperatura baja.• El cuerpo frío recibe calor y su temperatura sube.

Resultado final: Ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura y la transferencia de calor se detiene.

Termómetros:• Medida de temperatura.• Se basan en propiedades de los cuerpos que cambian con la temperatura.

Por ejemplo el volumen de un líquido.• Escalas de temperatura:

◦ Se basan en dos puntos fijos:Escala centígrada Escala Fahrenheit

(no hay que aprenderla)

Escala absoluta (Kelvin)

Unidad del SI

Fusión del hielo 0 ºC 32 ºF 273 K

Ebullición del agua 100 ºC 212 ºF 373 K

CERO ABSOLUTO =Mínima temperatura

posible

-273 ºC 0 K

Equivalencia entre escalas:

T (K) = t (ºC) + 273t (ºC) = T (K) - 273

Efectos del calor sobre los cuerpos:• La temperatura de los cuerpos aumenta.• Se pueden producir cambios de estado.• Los cuerpos se dilatan: aumenta su tamaño.

Calor y cambio de temperatura:La cantidad de calor que necesitamos para aumentar la temperatura de un

cuerpo depende de:• La variación de temperatura que queramos producir.

◦ Por ejemplo: Se necesita mucha mas energía para calentar un litro de agua de 10 ºC a 80 ºC que para calentarlo de 10 ºC a 20 ºC.

• La masa del cuerpo:◦ Por ejemplo: Se necesita menos energía para calentar 500 g de agua

de 20 a 30 ºC que para calentar 5 Kg de agua de 20 a 30 ºC. • La sustancia de que se trate: Algunas sustancias necesitan una pequeña

cantidad de energía para aumentar su temperatura, otras necesitan una gran cantidad. Esto se mide mediante una propiedad de las sustancias llamada calor específico.◦ El calor específico es la cantidad de energía necesaria para

aumentar en 1 ºC la temperatura de una unidad de masa de sustancia.▪ Ejemplo: se necesita menos cantidad de energía para calentar

100 g de hierro de 10 a 20 ºC que para calentar 100 g de agua de 10 a 20 ºC.

Calor y dilatación:

Dilatación: es el aumento de volumen de un cuerpo cuando aumenta su temperatura. Este aumento de volumen (y por tanto también de longitud) es proporcional a: la longitud del cuerpo y al aumento de temperatura que sufre.

• En los sólidos, no todos se dilatan de igual manera. Los que suelen presentar dilataciones mas grandes son los metales.

• En los líquidos: al estudiar la dilatación en líquidos hay que tener en cuenta que el recipiente que los contiene también se dilata. La dilatación real de un líquido siempre es mayor que la aparente.◦ El agua es especial al dilatarse. Entre 0 y 4 ºC su volumen disminuye

cuando se calienta (dilatación anómala del agua)▪ La densidad del hielo es 0,917 g/cm3 y la del agua líquida 0,958 g/cm3. Para

las demás sustancias la densidad en estado sólido es mayor que en estado líquido. El agua es la única que en estado sólido flota sobre su propio líquido.

• En los gases: pueden darse dos situaciones:• Si el gas se encuentra a una presión constante, el volumen del gas

aumentará.• Si el gas se encuentra a un volumen constante, la presión que

ejerce aumentará.

Calor y cambios de estado:• Cuando un sistema cambia de estado lo hace absorbiendo o cediendo

energía.:◦ Cambios de estado en los que el sistema absorbe energía: fusión,

vaporización y sublimación.◦ Cambios de estado en los que el sistema cede energía: solidificación,

condensación y condensación a sólido.

• Los cambios de estado ocurren a una temperatura determinada: temperatura de cambio de estado.

• La energía asociada a un cambio de estado está relacionada con la necesidad de superar las fuerzas de atracción entre las partículas.

Propagación del calor:

• CONDUCCIÓN:◦ Se produce la propagación de la energía sin movimiento de la

materia.◦ Es la forma de propagación del calor en medios sólidos.

• CONVECCIÓN: ◦ Se transmite el calor con movimiento de la materia.

◦ Es la forma de transmitir el calor en líquidos y gases. Al calentarse un fluido aumenta su volumen, por lo que disminuye su densidad, lo que hace que tienda a subir. Estos movimientos se llaman corrientes de convección.

• RADIACIÓN:◦ Transmisión del calor sin necesidad de un medio material.◦ Esta radiación puede presentar diversas formas: luz visible, radiación

infrarroja, etc...

Conductores y aislantes del calor:• Conductores: materiales que dejan pasar el calor a través de ellos

por conducción. (Ejemplos: todos los metales).• Aislantes: materiales que no dejan pasar el calor a través de ellos

por conducción. (Ejemplos; madera, goma, plástico, aire...)