Conceptos básicos de calor

Objetivo

• Analizar conceptos básicos de calor

Definiendo calor

• El calor es el contenido energético que posee un cuerpo

en forma de energía cinética debido al movimiento

desordenado de sus moléculas, se mide en Joule.

• El calor fluye de los cuerpos que se encuentran a mayor

a los de menor temperatura, hasta conseguir un equilibrio

térmico

Equilibrio térmico

• Se conoce como equilibrio térmico cuando 2 objetos que

en un inicio poseían una temperatura distinta, por medio

del contacto consiguen llegar a una temperatura igualada.

Ejemplo de equilibrio térmico

Transmisión de calor

• El calor es una energía y como ya hemos analizado la

energía se transmite de mayor a menor cantidad.

• El calor se puede transmitir por 3 formas:

Conducción

• Se da fundamentalmente en sólidos. Al calentar un

extremo. Las moléculas adquieren más energía y vibran

sin desplazarse, pero comunicando esta energía a las

moléculas vecinas.

Convección

• Se da fundamentalmente en fluidos (líquidos y gases).

Las moléculas calientes adquieren un mayor volumen y

por tanto una menor densidad con lo que ascienden

dejando hueco que ocupan las moléculas de más arriba.

Radiación

• Se produce a través de ondas electromagnéticas que

llegan sin necesidad de soporte material. De esta manera

nos calienta un radiador o nos llega el calor del sol.

Objetivo: Analizar conceptos

básicos del calor

Ejemplos de

transmisión de calor

Objetivo: Analizar conceptos

básicos del calor

Calor específico

• Indica la cantidad de calor que posee un objeto de un

material en particular, o en términos más específicos

cantidad de energía por cada gramo de una sustancia,

necesaria para que su temperatura aumente en un grado

Celsius (o Kelvin)

Tabla de calor especifico

• La Temperatura es independiente de la masade un cuerpo.

• Determina el sentido en que tienen lugar losintercambios caloríficos entre los cuerpos.

• Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, laenergía calórica fluye del que tiene mayortemperatura al que tiene menos, y no del queposee más cantidad de calor al que tienemenos.

Temperatura de un Cuerpo

Ejemplo de Calor y Temperatura

1 mg

0.09 cal

90º C1 g

90 cal

90º C 1 Kg

90.000 cal

90º C

Dilatación Térmica

• Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud,

volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo

físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por

cualquier medio.

Tipos de dilatación

• Dilatación lineal: La dilatación lineal

es aquella en la cual predomina la

variación en una única dimensión, o sea,

en el ancho, largo o altura del cuerpo,

normalmente se produce en barras o

cables, por ejemplo en cables metálicos

Formula:

∆L =L0 · α · ∆T

La dilatación superficial

• Es aquella dilatación en que predomina la

variación en dos dimensiones, o sea, la

variación del área del cuerpo.

Formula:

∆S =S0 · 2α · ∆T

La dilatación volumétrica• Es aquella en que predomina la variación

en tres dimensiones, o sea, la variación

del volumen del cuerpo.

Formula:

∆V =V0· 3α · ∆T

Tabla de coeficientes de dilatación

Ejemplo

Cantidad de calor

• La cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es

directamente proporcional a su masa y a la variación de

su temperatura que experimenta, siendo posible

calcularla.

Cantidad de calor

• Q = m • c • ΔT

• Q es el calor transferido, en calorías (cal)

• c es el calor específico de la sustancia, en cal/g °C;

• m es la masa de la sustancia, en gramos (g),

• ΔT es la variación de la temperatura (ΔT = T final – T inicial), en grados

Celsius (°C).

Ejemplo

• Un bloque de acero de 600 g aumenta su temperatura de

20° C a 70°C, si el calor especifico de acero es de 0,114

cal/g °C ¿Cuál es la cantidad de calor que absorbe?

• Q = 600g • 0,114 cal/g °C • 50°C

• Q=3420 cal