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La energía térmica
La energía térmica
Experimenta
Experimenta
1. Si pones a calentar un cazo
con agua en el fuego, ¿qué
pasa con su temperatura?.
2. Si espolvoreas una sustancia
finamente pulverizada sobre el
agua, ¿qué sucede a medida
que esta se calienta?.
¿Qué ocurre con el
Para comprender mejor qué es el calor y la temperatura,
recuerda lo que estudiaste en 1º de E.S.O. sobre la TEORÍA
CINÉTICA y los Estados de Agregación de la materia:
Las partículas
están muy juntas,
unidas, y vibran
un poco, pero no
se desplazan.
Las partículas están
algo separadas,
menos unidas, con
más de libertad de
movimiento.
Las partículas
están muy
separadas y no
dejan de moverse
deprisa.
Aumento de la temperatura Mayor
Recuerda, además, lo que hemos visto este
curso sobre los cuerpos materiales que se
mueven: tienen ENERGÍA CINÉTICA
Aumento de la Temperatura Mayor Temperatura Menor Temperatura
Aumento de la Energía Cinética
Menor E. Cinética Mayor E. Cinética
Lo que llamamos
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La temperatura
La temperatura
A medida que aumenta la temperatura de un cuerpo, el
movimiento de las partículas se hace más evidente.
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La temperatura
La temperatura
La temperatura es
la medida de la
energía térmica de
una sustancia.
La temperatura se
mide con un
instrumento
llamado
termómetro
¿Quieres
saber cómo
funciona un
termómetro?
TERMÓMETRO
Partículas más
separadas,
moviéndose
más deprisa
Menor volumen
Aumento de la Temperatura
Mayor
volumen
Cuando calentamos un cuerpo material, este
SE DILATA,
SE DILATA
es decir, aumenta su volumen.
La dilatación se debe a que las partículas se separan:
Partículas
más juntas
Por eso existen
las “juntas de
dilatación”
Juntas de dilatación
Cuando hace calor las
paredes se dilatan. Cuando
refresca se contraen.
Con las juntas
De mercurio
De mercurio
Digital
Digital
De alcohol
De alcohol
Digital
Digital
De aguja
Sirven para ver si
tenemos fiebre.
Hilo de mercurio
Estrechamiento
Bulbo
Al enfriarse se rompe el
hilo de mercurio por el
estrechamiento,
manteniéndose
invariable la lectura (lo
que marca). Por eso
hay que agitar estos
termómetros antes de
cada uso.
Los termómetros clínicos digitales
Sirven para
medir la
temperatura del
aire.
Hilo de alcohol
Bulbo
Son ideales para
temperaturas extremas, en
especial las temperaturas
muy bajas, pues el punto de
fusión es muy bajo: -114ºC
(a esa temperatura se
congela).
El alcohol se usa tintado
para facilitar la lectura de
temperaturas (el alcohol
puro es transparente y no se
vería bien).
Los termómetros ambientales digitales
Se da el valor 0 a la temperatura de
congelación del agua y el valor 100
a la temperatura de ebullición del
agua (ambas medidas con una
presión normal), y dividiendo la
escala resultante en 100 partes
iguales, cada una de ellas definida
como 1 grado Celsius.
El grado Celsius,
denominado también grado centígrado, representado como
°C, es la unidad creada por Anders Celsius.
Anders Celsius 1701-1744
Agua hirviendo 100ºC
Fusión del hielo 0ºC
Dividamos esto en cien partes
Haz clic para saber cuál puede ser la temperatura más baja que
puede existir…
A – 273ºC los átomos y
moléculas dejan de
moverse por completo.
No puede haber una temperatura más baja que -273ºC
Cero absoluto Por encima de 0 K
Las partículas dejan de moverse por completo.
No puede existir una temperatura por debajo de 0 K
En la escala Kelvin, la temperatura
de congelación del agua es de 273 K,
por lo que
0ºC = 273 K
Las divisiones de esta escala son
iguales que las de la escala
Celsius, por tanto, la temperatura
de ebullición del agua será:
100ºC = 373 K
De aquí se desprende que:
Para convertir grados
centígrados en kelvin, hay
que sumar 273
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Calor y equilibrio térmico
Calor y equilibrio térmico
Al cabo de un tiempo el café se habrá enfriado, igualando su temperatura con la del ambiente.
Cuando dos sistemas o
cuerpos 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 halla a
mayor temperatura a otro
de menor temperatura.
El calor siempre se transfiere desde el cuerpo de
mayor temperatura al de menor temperatura,
independientemente de sus tamaños relativos. .
Equilibrio térmico
El calor se transfiere desde el clavo, que está a mayor temperatura, al agua, que está a menor temperatura.
Si metes un clavo caliente en mucha agua fría, el clavo se enfría. Esto es porque la energía cinética media (y no la total) de los átomos del clavo es mayor que la de las moléculas de agua.
Agua fría El agua ha ganado E. Térmica Clavo caliente
El clavo se enfría
El calor se mide en unidades de energía. Por tanto, en
el sistema internacional su unidad es el
julio
(J) .
Con frecuencia se usan múltiplos del julio, como el Kilojulio (kJ)
Otra unidad tradicional (antigua) para
medir el calor es la
caloría
(
cal
)
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¿Cómo se transfiere o transmite
¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
el calor?
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¿Cómo se transfiere o transmite
¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
el calor?
Si calientas una varilla de
metal por un extremo, al rato
notarás cómo se calienta por
el extremo opuesto.
El proceso por el que se
transmite calor de un punto
a otro de un sólido se
denomina
conducción
.
¡Cuidado con quemarte!. Los metales son muy buenos
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¿Cómo se transfiere o transmite
¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
el calor?
Así se produce la conducción
Los átomos se mueven más deprisa y chocan con los átomos vecinos, transmitiéndoles energía.
La energía térmica se transmite al otro extremo
En la conducción
se transmite
¿Y por qué te quemas
si calientas una varilla
de cobre y no te
quemas con un palito
de madera?
Porque la madera es
un conductor
térmico muy malo, es
decir, es un
AISLANTE
TÉRMICO
Cada sustancia o
material (madera,
metal, cuarzo, agua…)
Los
aislantes
térmicos
son
aquellas
sustancias que
transmiten
lentamente la
energía térmica.
Sustancia Conductividad térmicaPlata
0,97
Cobre
0,92
Aluminio
0,49
Acero
0,12
Latón
0,26
Plomo
0,083
Corcho
0,0001
Ladrillo
0,0015
Madera
0,0002
Hielo
0,004
Vidrio
0,002
Cobre: conductor térmico Madera: aislante térmicoLos
conductores
térmicos
son
aquellas
sustancias que
transmiten
Equilibrio térmico
Sustancia Conductividad térmica
Plata
0,97
Cobre
0,92
Aluminio
0,49
Acero
0,12
Latón
0,26
Plomo
0,083
Corcho
0,0001
Ladrillo
0,0015
Madera
0,0002
Hielo
0,004
En la convección
se transmite
energía térmica
mediante el
transporte de
materia.
Equilibrio térmico
Los
convección
es el proceso por
el que se
transfiere energía
térmica de un
punto a otro de
un fluido (líquido
o gas) por el
movimiento del
propio fluido.
Estas flechas indican las
Si pones un termómetro
junto a una lámpara, la
temperatura se eleva.
El aire es muy mal conductor
del calor (es bastante
aislante en comparación con
otras sustancias)…
entonces…
¿Cómo ha llegado tan rápido
la energía térmica al bulbo
del termómetro? … ¿Por el
aire?...
Si se pone un termómetro en
el vacío (sin aire) junto a una
lámpara, la temperatura se
eleva.
Esto demuestra que no hace
falta aire (materia) para que
se transfiera energía térmica.
Experimento 2
La radiación es el proceso
por el que los cuerpos
Por eso nos llega
Energía Térmica
del Sol: no hay
aire, sino vacío,
entre nuestro
planeta y el Sol.
Recuerda: no hace
falta aire ni otra
materia para que
una radiación se
propague.
LUZ VISIBLE
RADIACIONES NO VISIBLES RADIACIONES NO VISIBLES Ondas de radio y TVRadiación Infrarroja
La energía que los cuerpos emiten por radiación se
denomina ENERGÍA RADIANTE
Radiación Ultravioleta Rayos X Rayos Gamma Radiación de microondas
Menos energía Más energía
Onda larga Onda corta Onda media
Brasas
Vemos la luz con nuestros ojos
Percibimos el calor (radiación infrarroja) con nuestra piel. En un fuego
percibimos dos
radiaciones:
Con una fotografía infrarroja podemos ver cómo este
perro emite calor.
Todos los cuerpos absorben radiación, pero también
reflejan parte de ella.
Una
camiseta blanca refleja bastante radiación
Radiación reflejada Una camiseta negra
