T11 – EL CALOR Y LA TEMPERATURA.

1. Conceptos de calor y temperatura.2. Los efectos del calor sobre los cuerpos.3. La medida de la temperatura.4. El termómetro.5. La propagación del calor.6. Conductores y aislantes térmicos.7. La piel como órgano de percepción del calor.

Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro, cuando están en contacto y a diferente temperatura. Esta transferencia de calor se realiza hasta que ambas temperaturas se igualan y se alcanza el equilibrio térmico.

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1 – Conceptos de calor y temperatura.

Calor

• Medida del calor:

Al ser una energía en tránsito, sus unidades son las mismas que las de la energía.

1 cal = 4,19 J ó 1 J = 0,24 cal

http://www.youtube.com/watch?v=quqN2GERiNE

¿Hoy hace calor o frío? ¿A qué temperatura estamos?

La temperatura de un cuerpo mide la cantidad de energía interna que posee.

• Las sustancias están formadas por átomos y moléculas que se mueven con mayor o menor intensidad (agitación térmica).

• Debido a esta agitación tienen energía cinética. La suma de todas ellas se llama energía interna.

Si calentamos de igual forma y durante el mismo tiempo dos recipientes con cantidades diferentes de agua, que se encuentran a la misma temperatura inicial, ¿cuál alcanzará una temperatura mayor?

El aumento de temperatura de un cuerpo es mayor cuanto más calor se le suministra y cuanto menor es la cantidad de materia del cuerpo.

¿Cuándo decimos que un cuerpo está frío o caliente?

Preparamos tres recipientes con agua a diferentes temperaturas, el de la izquierda a 0ºC, el del medio a 10ºC y el de la derecha a 25ºC. Colocamos la mano izquierda en el recipiente de la izquierda y la mano derecha en el recipiente de la derecha. Después ponemos las dos manos en el recipiente del centro.

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1 – Conceptos de calor y temperatura.

Temperatura y energía interna

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1 – Conceptos de calor y temperatura.

• Pág. 204. Ej. 1, 2, 3, 4 y 5.• Pág. 205. Ej. 6 y 7.

La dilatación es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo cuando recibe energía en forma de calor.

Cuerpo se calienta las partículas se mueven más deprisa ocupan más espacio aumenta el volumen.

La contracción es la disminución de volumen que experimenta un cuerpo cuando pierde energía en forma de calor.Cuerpo se enfría las partículas se mueven más despacio ocupan menos espacio disminuye el volumen.

El grado de dilatación depende de la naturaleza y el estado de las sustancias (en general los gases dilatan más que los líquidos y éstos que los sólidos).

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2 – Los efectos del calor sobre los cuerpos.

Dilatación y contracción

Mientras tiene lugar un cambio de estado, la temperatura del cuerpo no varía, aunque estemos aportando o quitando calor. La energía se emplea en deshacer o formar las uniones entre partículas.

La temperatura de fusión es la temperatura a la que una sustancia sólida se funde y pasa a estado líquido.

La temperatura de ebullición es la temperatura a la que una sustancia líquida hierve y pasa a estado gaseoso.

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2 – Los efectos del calor sobre los cuerpos.

Cambios de estado

• Pág. 206. Ej. 8, 9 y 10.• Pág. 207. Ej. 11 y 12.• Pág. 216. Ej. 30 y 31.

• Se utilizan diferentes escalas termométricas, graduándolas a partir de unos puntos de referencia que son constantes (normalmente los puntos de fusión y ebullición de diversas sustancias).

• Mide la temperatura en grados Celsius (ºC).

• Los puntos de referencia corresponden a la temperatura de fusión del agua (valor de 0 ºC) y de ebullición (valor de 100 ºC). El intervalo se divide en 100 partes iguales.

• Las temperaturas inferiores a 0 ºC se designan con números negativos (temperaturas bajo cero).

• Mide la temperatura en grados Fahrenheit (ºF).

• La temperatura de fusión del agua es 32 ºF y la de ebullición 212 ºF. El intervalo se divide en 180 partes iguales.

• Para transformar los ºC en ºF o viceversa:

3 – La medida de la temperatura.

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Escala Celsius (ºC)

Escala Fahrenheit (ºF)

• Mide la temperatura en grados Kelvin (K).

• Se asigna 273 K al punto de fusión del agua y 373 K al de ebullición. El intervalo se divide en 100 partes iguales.

• Es la unidad del Sistema Internacional y la más empleada en el ámbito científico.

• Para transformar los ºC en K o viceversa:

3 – La medida de la temperatura.

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Escala absoluta o Kelvin (K)

• Mide la temperatura y su funcionamiento se basa en el efecto que produce una variación de temperatura en alguna característica de un cuerpo (dilatación del mercurio por ejemplo).

• Hoy en día el mercurio ha dejado de utilizarse por ser perjudicial para la salud y el medio ambiente por lo que se emplea alcohol coloreado…

• Un termómetro consta de un depósito que contiene líquido, un tubo de vidrio muy fino por el que se desplaza y una escala graduada.

• Cuando se pone en contacto con un cuerpo a mayor temperatura, éste le transfiere calor, el líquido dilata y alcanza una mayor longitud en el tubo, pudiendo leer la temperatura en la escala graduada.

4 – El termómetro.

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• Pág. 208. Ej. 13, 14 y 15.• Pág. 209. Ej. 16.• Pág. 217. Ej. 47.

• Mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos.

• Mecanismo mediante el cual se propaga el calor en los fluidos, como los líquidos y los gases.

• Mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medio material

5 – La propagación del calor.

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Conducción

Convección

Radiación

• Pág. 211. Ej. 17 y 18.• Pág. 217. Ej. 48. 49, 50, 51, 52, 53 y 54.

• Los materiales tienen distintas capacidades para conducir el calor.

• Conducen bien el calor de unos puntos a otros. El intercambio de energías se produce a gran velocidad.

• Ej. Metales (oro, hierro,…)

• No conducen bien el calor.• Ej. Aire, tejidos del cuerpo.

6 – Conductores y aislantes térmicos.

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Conductores térmicos

Aislantes térmicos

• Termorreceptores: receptores de la piel que detectan cambios de temperatura. Se distribuyen por toda la piel (hay más en las mejillas.

• Hay dos tipos:

• Detectan sensaciones de calor.• Abundan en la cara.

• Detectan sensaciones de frío.• Abundan en la espalda.

7 – La piel como órgano de percepción del calor.

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Corpúsculos de Ruffini

Corpúsculos de Krause

• Pág. 212. Ej. 19, 20 y 21.• Pág. 213. Ej. 22, 23 y 24.