CORPORACIÓN EDUCACIONAL MASÓNICA DE CONCEPCIÓNCOLEGIO CONCEPCIÓN CHIGUAYANTE®

Particular Subvencionado

Profesora: Karen Osses O.

Apunte Segundo Medio B, “Temperatura y Calor.”

El calor es por lo tanto una forma de energía. Es la "energía calorífica". El movimiento de los átomos y moléculas está relacionado con el calor o energía térmica. Al calentar una sustancia aumenta la velocidad de las partículas que la forman.

El calor es una energía que fluye de los cuerpos que se encuentran a mayor temperatura a los de menor temperatura. Para que fluya se requiere una diferencia de temperatura. El cuerpo que recibe calor aumenta su temperatura, el que cede calor disminuye su temperatura. Resulta evidente que los dos conceptos, calor y temperatura, están relacionados.

Los cuerpos radian unos hacia otros pero el balance total del intercambio es favorable a uno y desfavorable al otro hasta que se alcanza el equilibrio térmico.

El calor es una energía de tránsito, sólo tiene sentido hablar de variación de calor mientras la energía fluye de un cuerpo a otro.

¿Cómo se genera el calor?

La energía puede presentarse de muy diferentes formas y puede cambiar de una forma a otra.

La energía electromagnética (luz del Sol) calienta la Tierra. Esta es la primera fuente de toda la energía que llega a la Tierra y que luego se transforma en otros tipos de energía.

Los cuerpos emiten energía calorífica en forma de radiación en el infrarrojo.

Las reacciones químicas de combustión desprenden calor (exotérmicas), otras lo absorben (endotérmicas).

La electricidad circulando por una resistencia la calienta.

Un balón al chocar contra el suelo transforma su energía mecánica en calor al deformarse.

Nuestros cuerpos transforman la energía química de los alimentos en calor: para vivir necesitamos unas 2.100.000 calorías al día.

Las reacciones nucleares generan calor al desaparecer la masa.

Al producir un sonido hacemos vibrar las partículas de aire y esta energía se transmite en el aire: las ondas transportan energía.

¿Cómo se mide el calor?

El agua es importantísima en nuestra vida. Se ha utilizado para establecer la escala de Celsisus de temperaturas y tiene una excepcional cualidad que hizo que se eligiera para definir el patrón de la energía calorífica: el agua es una de las sustancias que, aunque reciba mucha energía calorífica, incrementa muy poco su temperatura. La capacidad del agua de "encajar" los impactos de calor "sin casi inmutarse" incrementando poco su temperatura se representa mediante una magnitud llamada

 "calor   específico"   (Ce): calor que necesita 1 g de sustancia para aumentar 1 grado su temperatura.

En consecuencia, el calor específico del agua es 1 cal /g. grado.

Caloría: Se llama caloría " la cantidad de calor necesaria para que 1g de agua aumente 1º su temperatura" (más exactamente para pasar de 14,5 º a 15,5º)

En el S.I. el Ce (agua)=4180 J/kg ºK.

Capacidad calorífica

Pero la cantidad de calor que puede acumular o perder una masa de agua depende, además de su calor específico, de la masa de la sustancia. El producto de la masa por el calor específico se llama "capacidad calorífica".

Cuanta más capacidad calorífica tenga un cuerpo menos incremente su temperatura para un mismo aporte de calor. Es como la capacidad que tiene la sustancia para "encajar" el calor.

El calor necesario para un mismo incremento de temperatura de una cierta sustancia depende de su masa: cuanta más masa, más calor se requiere. Se define capacidad calórica como la cantidad de calor que necesita un cuerpo para variar su temperatura en un grado Celsius. Esto se representa matemáticamente de la siguiente manera:

La capacidad calórica también dependerá del material, esto es, de su calor específico. A mayor calor específico, mayor es la cantidad de calor necesaria para variar la temperatura del cuerpo. Por

lo tanto, la capacidad calórica dependerá directamente de la masa (m) y del calor específico (c) de acuerdo a la siguiente relación:

¿Cómo se propaga el Calor?

Cuando nos preguntamos acerca de la propagación del calor, en realidad lo que queremos saber es cómo se propaga la energía desde los cuerpos calientes a los fríos. Decir “propagación del calor” es una forma de hablar: lo que en realidad se propaga es la energía, que es lo que poseen los cuerpos.

Existen tres maneras en las que la energía térmica se propaga de unos cuerpos aotros: conducción, convección y radiación.

Leer y Revisar desde la página 33 hasta la 36 de su texto guía.

CALOR LATENTE: El calor requerido por unidad de masa se llama calor de fusión (calor latente

de fusión) denotado con L f. Para convertir kg de hielo a 0ºC en 1kg de agua líquida y presión

atmosférica normal, necesitamos

´L f = 3.34 x 10 5 J /kg

En términos más generales, para fundir una masa m de material con calor de fusión L f se

requiere una cantidad de calor Q dado por

Q = m L f

Es un proceso reversible: para congelar agua líquida a 0ºC tenemos que quitar calor, la

magnitud es la misma, pero ahora Q es negativo porque se quita calor en lugar de agregarse. A

fin de cubrir ambas posibilidades e incluir otros tipos de cambio de fase, se escribe:

Q = ±mL (transferencia de calor en un cambio de fase)

CALOR   SENSIBLE: ( que cambia la temperatura, pero no la fase) puede calcularse como el producto de el calor especifico del material (c* masa) por el cambio en temperatura que sufre.

Calor sensible= c m T