Calor Y Temperatura

1. Calor y temperatura:

La temperatura es la magnitud física que nos permite medir el nivel térmico de los diferentes cuerpos.

El calor es una energía que se transfiere de un cuerpo a otro al ponerlos en contacto, debido a una diferencia de temperatura entre ellos. La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

Cuando se coloca en contacto un cuerpo caliente con un cuerpo frio se notará, al cabo de un tiempo, que el cuerpo caliente ha disminuido su temperatura mientras que el cuerpo frio la ha elevado, hasta lograr un equilibrio entre ambas temperaturas. Entonces podemos decir que La aportación o eliminación del calor en un material origina una variación de temperatura en dicho material, lo que provoca la dilatación, la contracción y los cambios de estados físicos.

Entonces podemos concluir que: “todo cuerpo o sistema debido a su temperatura, tiene la capacidad de transferir su energía a otros cuerpos o sistemas que se encuentre a una temperatura más baja y se dejara de transferir esta energía cuando ambas sean iguales, u cuando esto ocurre se denomina equilibrio térmico”

A. Diferencias entre calor y temperatura:

Comúnmente nosotros usamos 2 palabras cuyo significado tiende a confundirse, este es calor y temperatura. Los cuerpos caliente tienen mayor temperatura que los cuerpos fríos.

Cuando hacemos uso del tacto se puede juzgar cual de cuerpos tiene mayor temperatura que otro, esto, en sí, es una estimación, mas no una medida, porque nuestro organismo no detecta exactamente la temperatura, sino las pérdidas o ganancias de calor.

B. Medidas de temperaturas (termómetro) :

Existen ciertas propiedades físicas de la materia que varían en función de la temperatura, y naturalmente esta variación debe ser aprovechada para su correspondiente medición. Estas propiedades de la materia, que varían por efecto de la temperatura son: la longitud, superficie y volumen

La variación más aprovechada es la dilatación, y fundamentándose en este fenómeno se construyeron los llamados luego termómetros que son aparatos destinados a la medición de las temperaturas.

El termómetro es un instrumento que se usa para medir la temperatura. Su presentación más común es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con mercurio, que se expande o dilata debidos a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el termómetro cuenta con una escala debidamente graduada que la relaciona con el volumen que ocupa el mercurio en el tubo. Las presentaciones más modernas son de tipo digital, aunque el mecanismo interno suele ser el mismo.

El mercurio es una sustancia, que con el calor, no sólo se dilata, sino que cuando llega a la temperatura promedio, permanece estable por bastante tiempo. Y es por lo mismo, que se puede llegar a conocer con certeza, la temperatura de una persona.

Lo que se debe de tener claro, es que el mercurio es un producto altamente tóxico, por lo que un termómetro, debe ser manipulado, sólo por un adulto. Con respecto, a los principales avances dentro de la historia del termómetro, podemos señalar los siguientes: En 1592, Galileo Galilei, construye el primer termómetro rudimentario. En 1612, Santorre Santorio, da un uso médico al termómetro. En 1714, Daniel Fahrenheit, inventa el termómetro a base de mercurio.

Los termómetros son de 2 clases y estos son:

• Termómetros liquido: En este tipo de termómetros se utiliza el mercurio y el alcohol. Las ventajas de este tipo de termómetro es que puede obtenerse pura, no moja el cristal, se mantiene en estado líquido en temperaturas convenientes, se dilata uniformemente, y es un buen conductor de calor.

Para los termómetros de bajas temperaturas se usa hidrogeno o helio gaseoso y para las temperaturas incandescentes puede estimarse analizando el color de la luz emitida.

• Y Los termómetros metálicos: Este tipo de termómetros son construidos de 2 metales diferentes que se dilatan de forma desigual y son usados para construir los termógrafos de las estaciones meteorológicas.

C. Escalas de temperatura:

Al construir las escalas de los termómetros y hacerles la graduación, se eligen 2 temperaturas determinadas, tomadas como referencia A, y a estos se les llaman puntos fijos. La longitud de dichos puntos se divide de diferentes maneras, originando las diferentes escalas de las cuales las más frecuentes son:

• Escala Centígrada: es también llamada escala Celsius en honor al biología suizo Andrés Celsius (1701-1744), que una los puntos de fusión del hielo 0° C y el de ebullición del agua de 100° C, este intervalo entre ambas temperaturas se divide en 100 partes iguales y a cada una de estas partes se llama grado centígrado.

Andrés Celsius (1701 - 1744) fue un físico y astrónomo sueco. En 1736 participó en una expedición a Laponia para medir un arco de meridiano terrestre En una memoria que presentó a la Academia de Ciencias Sueca propuso su escala centesimal de temperaturas, aunque diferente a la conocida posteriormente como escala Celsius.

• Escala Fahrenheit: tiene fijos 32° F para la fusión del hielo y 212 °F para la ebullición del agua. El intervalo entre ambas temperaturas es de 180 partes iguales, cada una de las cuales se denomina grado Fahrenheit. Esta escala es llamada así en honor al físico alemas Gabriel Fahrenheit (1686-1736).

Daniel Naigel Gabriel Fahrenheit (24 de mayo de 1686 - 16 de septiembre de 1736), fue un físico alemán étnico de quien toma su nombre la escala Fahrenheit de temperatura. Autor de numerosos inventos, entre los que caben citar los termómetros de agua (1709) y de mercurio (1714), usados hasta hoy, la aportación teórica más relevante de Fahrenheit fue el diseño de la escala termométrica que lleva su nombre.

• Escala Kelvin: es llamada así en honor al físico británico Lord Kelvin (1824-1907), tiene 273° K para el punto de fusión del hielo y 373° K para el punto de ebullición del agua. El 0° K correspondería a -273° C.

William Thomson, primer barón Kelvin, (26 de junio de 1824 - 17 de diciembre de 1907) fue un físico y matemático británico. Kelvin se destacó por sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica y la electricidad. Es especialmente famoso por haber desarrollado la escala de temperatura Kelvin.

2. Dilatación de los Solidos:

La dilatación

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