lunes, 18 de junio de 2012

QUE ES EL CALOR Y COMO SE MUEVE O VIAJA


¿Qué ES EL CALOR Y COMO VIAJA?
El calor es un concepto utilizado principalmente por la física y la química. Se define como una energía relacionada con el movimiento de átomos y moléculas de la materia; más adelante veremos la definición técnica en términos de calorías o Joules. La noción popular de que algo está "caliente", en realidad está lejos de ser cierta en términos físicos, ya que la sensación táctil o subjetiva que tenemos de este concepto viene dada por la transferencia de energía, en términos de temperatura, entre objetos: sentimos que algo está "caliente" cuando nos "quita" energía en términos de temperatura, y por otro lado sentimos a un objeto como "frío" cuando le cedemos energía.
Puede ser generado por reacciones químicas, nucleares o disipación mecánica. Se basa en el principio cero de la termodinámica que consiste en que al poner en contacto dos cuerpos de dos temperaturas distintas, éstos intercambiarán energía, equilibrando la temperatura. Este intercambio de energía interna se puede dar por tres mecanismos:
  • Radiación: por medio de la propagación de ondas electromagnéticas. La energía experimenta transformaciones.
  • Conducción: por contacto directo entre las partículas de los dos cuerpos. Sólo se presenta para materiales sólidos. Aquí la temperatura dependerá del tipo de material.
  • Convección: por medio de un fluido (aire agua) que cumple la misión de transportar el calor a zonas de diferentes temperaturas. Siempre está acompañada de la conducción, pues debe existir un contacto directo entre partículas.
La cantidad de energía transferida por unidad de área y de tiempo se conoce con el nombre de flujo calorífico, y se caracteriza por un flujo que va desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor. El tiempo que tarda el flujo de calor es proporcional a la gradiente de temperatura.
Una unidad popular para medir el calor es la caloría (cal), y es la cantidad de energía que hay que suministrar a un gramo de agua para que ésta eleve su temperatura a 15ºC aproximadamente. Dentro del ámbito científico esta es una medida en desuso, ya que ha sido reemplazada por el Joule, que equivale a la energía equivalente a una fuerza de 1 Newton moviéndose 1 metro en la dirección de la fuerza, por lo que se denomina también Newton-Metro..
El calor específico (c), o también conocido como capacidad calorífica específica consiste en la cantidad de calor que se le debe entregar a un gramo de una sustancia en particular, para que ésta eleve su temperatura a un grado Celsius.
La capacidad calorífica (C) consiste la dificultad que presenta un cuerpo en experimentar cambios en su temperatura al suministrarle una cierta cantidad de calor.
Cuando se habla de calor latente consiste en la energía absorbida por una sustancia para cambiar de estado (sólido – líquido – gaseoso). Por ejemplo de sólido a líquido se le llama calor latente de fusión, y de líquido a gaseoso se le llama calor latente de vaporización.
Para medir con exactitud el calor, los laboratorios utilizan un instrumento llamado calorímetro, que consta de un recipiente aislado completamente del exterior, y que contiene una sustancia determinada, la que se someterá a un estudio para determinar las variaciones de energía que presente al transferirle calor. En otras palabras mide el calor específico de los cuerpos. Por ejemplo, un termo cumple la función de un calorímetro.

COMO SE MUEVE
1. El calor puede transferirse de un lugar a otro por tres métodos diferentes: conducción en sólidos, convección en fluidos (líquidos o gases) y radiación a través de cualquier medio transparente a ella. El método elegido en cada caso es el que resulta más eficiente. Si hay una diferencia de temperatura el calor siempre viajará del lugar más caliente al más frío.

2. Para que el calor pase o se transmita de un cuerpo a otro, se requiere que los mismos estén a diferentes temperaturas. Sean A y B dos fuentes que se hallan separadas, siendo sus temperaturas T1 y T2 (T1 mayor que T2). El calor pasara desde A hacia B, hasta que se produzca el equilibrio térmico

3. Bien, ya que tenemos un conocimiento mayor de lo que es la temperatura descubriremos uno de los instrumentos con los que se puede obtener la cuantificación de la misma.

El más común es el termómetro de mercurio, que es un tubo capilar de vidrio al vacío con un depósito de mercurio en el fondo y el extremo superior cerrado. Debido a que el mercurio se dilata más rápidamente que el vidrio, cuando aumenta la temperatura este se dilata y sube por las paredes del tubo.

Este termómetro es el más usado, aunque no el más preciso, porque el mercurio a los - 40 0C se congela restringiendo el rango o intervalo en que se puede usar.

4. La energía térmica es la forma de energía que interviene en los fenómenos caloríficos. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto, el caliente comunica energía al frío; el tipo de energía que se cede de un cuerpo a otro como consecuencia de una diferencia de temperaturas es precisamente la energía térmica.

Según el enfoque característico de la teoría cinético-molecular, la energía térmica de un cuerpo es la energía resultante de sumar todas las energías mecánicas asociadas a los movimientos de las diferentes partículas que lo componen. Se trata de una magnitud que no se puede medir en términos absolutos, pero es posible, sin embargo, determinar sus variaciones. La cantidad de energía térmica que un cuerpo pierde o gana en contacto con otro a diferente temperatura recibe el nombre de calor. El calor constituye, por tanto, una medida de la energía térmica puesta en juego en los fenómenos caloríficos.

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