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ENERGÍA TÉRMICA Y CALOR
TEMPERATURA
• La temperatura es una medida del calor o energía
térmica de las partículas en una sustancia. Como
lo que medimos en su movimiento medio, la
temperatura no depende del número de partículas
en un objeto y por lo tanto no depende de su
tamaño.
• La unidad de medida son los grados kelvin
ESCALAS
TERMOMÉTRICAS
CELSIUS
• La escala Celsius, o centígrada, toma su nombre
del astrónomo sueco Anders Celsius, el primero en
proponer la utilización de una escala en la que se
dividiera en 100 grados el intervalo entre los
puntos de congelación y ebullición del agua. Por
acuerdo internacional la denominación grado
Celsius ha sustituido oficialmente a la de grado
centígrado.
FAHRENHEIT
• La escala Fahrenheit para temperaturas
relativamente bajas, continúa teniendo valores
positivos. Tradicionalmente, se eligió como
temperatura de referencia, el punto de fusión del
hielo puro (32° F) y de ebullición del agua pura, a
nivel del mar (212° F).
• Fórmula:
0°C = 5/9 °F – 32 y 0°F = 9/5 °C + 32
KELVIN
• La escala absoluta o Kelvin es llamada así por ser
éste su creador. El límite teórico inferior de la
misma no se puede alcanzar interpretándose los
°K como el estado energético más bajo que
pueden llegar a alcanzar las moléculas de la
materia.
• Fórmula:
273.16 K = 0º C
EQUILIBRIO TÉRMICO
• Sabemos que si dos cuerpos M1 y M2 que están a
temperaturas diferentes entre sí se ponen en
contacto, fluirá calor desde el cuerpo más caliente
al cuerpo más frío. Después de un tiempo
suficiente, ambos estarán en equilibrio térmico
entre sí. Es decir estarán a la misma temperatura
CALOR
• Transferencia de energía de una parte a otra de un
cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de
una diferencia de temperatura.
• El calor es energía en tránsito; siempre fluye de
una zona de mayor temperatura a una zona de
menor temperatura, con lo que eleva la
temperatura de la segunda y reduce la de la
primera, siempre que el volumen de los cuerpos se
mantenga constante.
• Su unidad es la caloría, que es la cantidad de calor
que hay que comunicar a un gramo de agua para
que su temperatura se eleve 1ºC.
• 1 caloría = 4,18 Julios
CALORIMETRÍA
• Es la ciencia que mide la cantidad de energía
generada en procesos de intercambio de calor.
CALOR ESPECÍFICO
• Cantidad de calor necesaria para elevar la
temperatura de una unidad de masa de una
sustancia en un grado. En el Sistema Internacional
de unidades, el calor específico se expresa en
julios por kilogramo y kelvin.
ALGUNOS CALORES
ESPECÍFICOS
Sustancia
Agua
Ce (J / Kg K)
4.180
Mercurio
138
Aluminio
896
Hierro
500
TRANSFERENCIA DE CALOR
• Proceso por el que se intercambia energía en
forma de calor entre distintos cuerpos, o entre
diferentes partes de un mismo cuerpo que están a
distinta temperatura.
CAPACIDAD CALORÍFICA
• Es la variación de la temperatura que
experimenta un cuerpo.
• Se mide en J/grado.
DILATACIÓN
• Aumento de tamaño de los materiales, a menudo
por efecto del aumento de temperatura.
• Los diferentes materiales aumentan más o menos
de tamaño.
• Los sólidos, líquidos y gases se comportan de
modo distinto.
CALOR LATENTE
• El calor latente es el calor que absorbe o da una
cierta unidad de materia durante su cambio de
estado físico o químico a temperatura constante.
TIPOS DE CALOR LATENTE
• El calor latente de fusión: Calor necesario para
hacer pasar la unidad de masa de un cuerpo del
estado sólido al estado líquido sin cambiar su
temperatura.
• El calor latente de vaporización: Calor necesario
para hacer pasar la unidad de masa de un cuerpo
del estado líquido al estado gaseoso sin cambiar su
temperatura.
ALGUNOS Ce
Fusión
Vaporización
Cuerpos
Temperatura
[ºC]
Calor Latente
[Kcal./Kg.]
Temperatura
[ºC]
Calor Latente
[Kcal/Kg]
Alcohol
-114
25
78
201
Plata
960
25
1950
520
Cobre
1083
50
2330
1110
0
79
100
531
Fundición
1100
34
100
531
Mercurio
-39
2,8
357
72
Plomo
327
5,7
1730
220
3540
5,7
4000
12000
Agua
Carbono
PRINCIPIOS DE LA
TERMODINÁMICA
PRIMERO
• Cuando un sistema se pone en contacto con otro
más frío que él, tiene lugar un proceso de
igualación de las temperaturas de ambos.
• La energía no puede crearse ni destruirse, la
cantidad de energía transferida a un sistema en
forma de calor más la cantidad de energía
transferida en forma de trabajo sobre el sistema
debe ser igual al aumento de la energía interna del
sistema.
• En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad
de energía para producir trabajo; es imposible que
una máquina realice trabajo sin necesidad de
energía.
SEGUNDO
• Afirma que la entropía, o sea, el desorden, de un
sistema aislado nunca puede decrecer.
• Cuando un sistema aislado alcanza una
configuración de máxima entropía, ya no puede
experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio.
• Si no se realiza trabajo, es imposible transferir
calor desde una región de temperatura más baja a
una región de temperatura más alta.