La principal fuente calorífica que conocemos es el sol, sin cuyo concurso la vida en nuestro planeta sería de todo punto imposible. El sol produce un fenómeno físico que todos conocemos y sufrimos habitualmente en verano : El Calor.
En este tema se explica qué es el calor, cómo se mide y qué efectos produce. Para estudiar estos conceptos basta aplicar formulas sencillas.
- Calor.
Podemos definir el Calor como una forma de energía que está unida al movimiento de las moléculas de los cuerpos.
Recordemos que la energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir un trabajo mecánico y/o calor. Como ejemplos conocidos y que manejamos continuamente, tenemos la energía eléctrica de los electrodomésticos; lavadoras, planchas, etc., que transforman la electricidad para realizar distintos cometidos.La Energía Calorífica puede producir distintos fenómenos, como los cambios de estado: de sólido a líquido, o de ésta a vapor. También produce efectos de dilatación en los cuerpos solidos, que estudiaremos posteriormente y cambios de temperatura.
- Temperatura.
Es la magnitud física que caracteriza el estado térmico de los cuerpos. Es proporcional a la energía media de las moléculas.- Diferencia entre Calor y Temperatura.
El Calor equivale a la energía calorífica que contienen los cuerpos. En cambio la Temperatura es una medida del contenido de calor de un cuerpo.
Así, por ejemplo, la llama de una cerilla tendrá poca cantidad de calor, dada su poca masa, pero contiene un grado considerable de temperatura, que llega a quemarnos si pretendemos tocarla.
Sin embargo, un recipiente de agua caliente tendrá una temperatura relativamente baja, pero en cambio poseerá gran cantidad de energía calorífica. Se puede comprobar moviendo el agua con los dedos, lo que nos producirá una cierta sensación de calor.En cambio, al tocar la llama de la cerilla nos quemará debido a su alto nivel de temperatura, como vimos anteriormente. Como medir la Temperatura.
La mayor o menor temperatura de un cuerpo se puede percibir mediante el sentido del tacto, sin embargo, esto no es una forma precisa de determinar la temperatura. Para medirla correctamente se utiliza el Termómetro.
- Termómetros: Escalas Termométricas.
Las escalas termométricas son cada una de las maneras convencionales de graduar los termómetros. Existen 4 escalas o sistemas termométricos:
1.- Celsius:* Punto de Fusión: 0º C.
* Punto de Ebullición: 100º C.2.- Rankine:* Punto de Fución: 0º R.
* Punto de Ebullición: 80º R
3.- Fahrenheit:* Punto de Fusión: -32º F.
* Punto de Ebullición: 212º F.
4.- Kelvin:* Punto de Fusión: 273 K.
* Punto de Ebullición: 373 K.
- Caloría y Calor Específico.
Igualmente se emplea un multiplo de ella, la Kilocaloría, mil veces mayor y que es la cantidad de calor aplicada a un Kilogramo masa de agua destilada aumenta la temperatura en un grado celsius.
Calor Específico.
Supone que tomamos dos barras iguales: una de aluminio y otra de hierro, y queremos aumentar la temperatura de ambas en 1º C. Veremos que cada una de ellas necesita una cantidad distinta de calor. Asi definimos:El Calor Específico es una propiedad de cada sustancia que nos indica su mayor o menor facilidad en tomar calor o aumentar su temperatura.
Se escribe Ce y sus unidades son calorías/gramo o kilocalorías/kilogramo. Así podemos decir que el calor que absorbe un cuerpo depende de su naturaleza (calor específico) y de la cantidad de su masa (m).
- Dilatación.
Análogamente al calor específico , en la dilatacion de los sólidos también existe un Coeficiente de Dilatación que nos indica la mayor o menor facilidad que tienen los cuerpos en dilatarse cuando la temperatura aumenta 1º C.
Este coeficiente de dilatación puede ser: Lineal, Superficial o Volumétrico. Según aumente la longitud la superficia o el volumen del cuerpo considerado. A estos coeficientes les llamamos, respectivamente, α (alfa), β (beta) y γ (gama).
Dilatación Lineal.
Es el aumento de longitud de un cuerpo cuya dimensión principal es la longitud comprada con su seccion. En la que predomina la variación en una dimensión de un cuerpo, es decir, largo.
Dilatación Superficial.
Es el aumento de área o superficie de un cuerpo plano de espesor pequeño. En la que predomina la variación en dos dimensiones de un cuerpo, es decir, largo y ancho.
Dilatacion Volumétrica.Es el aumento en el volumen de un cuerpo que posee tres dimensiones comparables. En la que predomina la variación en tres dimensiones, es decir, largo, ancho y alto.
