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Curso de Fsica en CD-R Notas de Clase Ing. Alfonso Cuervo Cantn.Conceptos de calor y temperatura.

El calor en Fsica es la transferencia de energa de una parte a otra de un cuerpo, o entrediferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energa en trnsito;siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo queeleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los

cuerpos se mantenga constante. La energa no fluye desde un objeto de temperatura baja a unobjeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.

principios del siglo !"!, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se e#plicabapostulando la e#istencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada cal$rico.%eg&n la teora del cal$rico, un cuerpo de temperatura alta contiene ms cal$rico que otro detemperatura baja; el primero cede parte del cal$rico al segundo al ponerse en contacto amboscuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dic'o cuerpo y disminuye la suya propia. unquela teora del cal$rico e#plicaba algunos fen$menos de la transferencia de calor, las pruebase#perimentales presentadas por el fsico britnico (enjamin )'ompson en *+- y por el qumicobritnico ump'ry /avy en *+ sugeran que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energaen trnsito 0proceso de intercambio de energa1. Entre *-23 y *-2, el fsico britnico 4ames

5rescott 4oule, en una serie de e#perimentos muy precisos, demostr$ de forma concluyente que elcalor es una transferencia de energa y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo queel trabajo.

Temperatura.

La temperatura es la sensaci$n de calor o fro al tocar una sustancia depende de la transferenciade energa, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. unque, sise procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustanciasmediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir dereacciones subjetivas. 6uando se aporta calor a una sustancia, no s$lo se eleva su temperatura,

con lo que proporciona una mayor sensaci$n de calor, sino que se producen alteraciones en variaspropiedades fsicas que pueden medirse con precisi$n. l variar la temperatura, las sustancias sedilatan o se contraen, su resistencia el7ctrica cambia, y en el caso de un gas su presi$n vara. Lavariaci$n de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala num7ricaprecisa de temperaturas .

La temperatura depende de la energa cin7tica media o promedio de las mol7culas de unasustancia; seg&n la teora cin7tica, la energa puede corresponder a movimientos de rotaci$n,vibraci$n y traslaci$n de las partculas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, s$lodepende del movimiento de traslaci$n de las mol7culas. En teora, las mol7culas de una sustanciano presentaran actividad de traslaci$n alguna a la temperatura denominada cero absoluto.

En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas estn la escala 6elsius0centgrada1, la escala Fa'ren'eit, la escala 8elvin, la escala 9an:ine o la escala termodinmicainternacional. En la escala 6elsius, el punto de congelaci$n del agua equivale a 3 6, y su puntode ebullici$n a *33 6. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajocientfico. La escala Fa'ren'eit se emplea en los pases anglosajones para medidas no cientficasy en ella el punto de congelaci$n del agua se define como =+

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Curso de Fsica en CD-R Notas de Clase Ing. Alfonso Cuervo Cantn.cero absoluto como punto ms bajo es la escala 9an:ine, en la que cada grado de temperaturaequivale a un grado en la escala Fa'ren'eit. En la escala 9an:ine, el punto de congelaci$n delagua equivale a 2= 9, y su punto de ebullici$n a A+= 9.En *

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Curso de Fsica en CD-R Notas de Clase Ing. Alfonso Cuervo Cantn.El paso de s$lido a gas se denomina sublimaci$n, de s$lido a lquido fusi$n, y de lquido a vaporvaporizaci$n. %i la presi$n es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante.La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; e#istencalores latentes de sublimaci$n, fusi$n y vaporizaci$n 0 /estilaci$n; Evaporaci$n1. %i se 'ierveagua en un recipiente abierto a la presi$n de * atm$sfera, la temperatura no aumenta por encimade los *33 6 por muc'o calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar latemperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua

en vapor y se almacena como energa en el vapor. 6uando el vapor se condensa para formaragua, esta energa vuelve a liberarse 0 6ondensaci$n1. /el mismo modo, si se calienta una mezclade 'ielo y agua, su temperatura no cambia 'asta que se funde todo el 'ielo. El calor latenteabsorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partculas de 'ielo, y sealmacena como energa en el agua. 5ara fundir * :g de 'ielo se necesitan *.333 julios, y paraconvertir * :g de agua en vapor a *33 6, 'acen falta *=.333 julios.Los procesos fsicos por los que se produce la transferencia de calor son la conducci$n y laradiaci$n. Dn tercer proceso, que tambi7n implica el movimiento de materia, se denominaconvecci$n. La conducci$n requiere contacto fsico entre los cuerpos Go las partes de un cuerpoG que intercambian calor, pero en la radiaci$n no 'ace falta que los cuerpos est7n en contacto nique 'aya materia entre ellos. La convecci$n se produce a trav7s del movimiento de un lquido o un

gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.

Recuerda que estas notas son complemento de tu clase y no sustituyen a las que en clase debas tomar