Energia Termica

UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL CALOR Y LA TEMPERATURA

1.- La energía térmica

Todos cuerpos están formados por partículas (átomos o moléculas) que están en continuo movimiento. Pues bien, hay una energía relacionada con el movimiento de estas partículas, es la Energía Térmica.

La Energía Térmica es la energía cinética (relacionada con el movimiento) media de un conjunto muy grande de átomos o moléculas. Esta energía cinética media depende de la temperatura, que a su vez se relaciona con el movimiento de las partículas que constituyen las sustancias. Se comprueba que cuanto mayor es la temperatura, mayor el movimiento de las partículas y mayor energía térmica.

Actividades

1. ¿De qué están formados todos los cuerpos?

2. ¿Qué es la energía térmica?

3. Completa la siguiente frase:

Cuando aumentamos la temperatura de un cuerpo ……………………………………. el movimiento de sus partículas (……………………………….. y ………………………………….). Por lo tanto también aumentará la ……………………… ……………………….

2.- La temperatura

La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia, es decir, nos indica cómo se están moviendo sus partículas (átomos o moléculas). Se mide con un termómetro.

Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala Kelvin. La diferencia entre las dos escalas es que el 0ºC corresponde a 273 K. Como puedes ver cuando utilizamos los grados kelvin no hay que poner el º.

En la escala Celsius se asigna el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC) a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre estas dos temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde a 1 grado.

En la escala Kelvin se asignó el 0 a aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja posible). Esta temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius.

Para convertir ambas temperaturas, tenemos que tener en cuenta que:

T (K) = t(ºC) + 273

Por ejemplo:

Si nos piden calcular la temperatura en kelvin de:

- Un vaso de agua que está a 15ºC: 15ºC + 273 = 288K

- Una taza de chocolate que está a 40 ºC: 40ºC + 273 = 313K

Actividades

1. a) ¿Qué mide la temperatura de un cuerpo?

b) ¿Está relacionado con las partículas que lo constituyen? ¿De qué forma?

2. ¿Con qué instrumento se mide la temperatura?

3. Explica la escala Celsius y la escala Kelvin de temperaturas.

4. Expresa las siguientes temperaturas en la escala Kelvin

37ºC; 5ºC y 300ºC

3.- Calor y equilibrio térmico

Cuando dos cuerpos a distintas temperaturas se ponen en contacto, terminan igualando sus temperaturas. Entonces se dice que se ha alcanzado el equilibrio térmico.

Cuando dos sistemas en desequilibrio térmico entran en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía térmica al de menor temperatura hasta conseguir el equilibrio térmico.

El calor es la transferencia de energía desde un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura hasta otro de menor temperatura. Cuando ambos cuerpos igualan sus temperaturas se detiene la transmisión de energía.

El calor siempre se transfiere desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, independientemente de sus tamaños relativos.

Unidades de medida del calor

El calor se mide en unidades de energía. Por tanto, en el Sistema Internacional su unidad es el julio (J). Sin embargo, la unidad tradicional para medir el calor es la caloria (cal). La equivalencia es:

1 cal = 4,184 J ó 1 J = 0,24 cal

Actividades

1. a) ¿Qué ocurre cuando ponemos dos cuerpos que poseen diferente temperatura en contacto?

b) ¿Cómo se llama el estado que alcanzan?

2. ¿Los cuerpos

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