El calor
El calor y la temperatura
Las sensaciones de “frio” y de “caliente” que percibimos a través del tacto se producen porque los objetos están a cierta temperatura. Esta se mide con los termómetros y se expresa en grados centígrados (ºC).
Cuando ponemos en contacto dos objetos con diferentes temperatura, siempre existe una paso de energía térmica del objeto que tiene mayor temperatura (el más caliente) al de menor (el más frío). Esta energía térmica, mientras se transmite de un objeto a otro, se llama calor.
El calor es la energía que se transmite de forma natural entre dos objetos que están a diferente temperatura.
El calor y sus efectos
Cuando un objeto intercambia calor con otro, se producen varios cambios en él. Puede variar su temperatura y se pueden producir las dilataciones y los cambios de estado, que veremos a continuación.
Las variaciones de temperatura
En general, un objeto aumenta su temperatura si recibe calor de otro y la disminuye cuando la cede.
Las dilataciones
El calor puede dilatar o contraer los objetos, es decir, cambiar su tamaño. Por ejemplo, si calentamos una barra metálica observaremos el aumento de longitud que se produce.
RECUERDA: Los cambios de estado
Un cambio de estado es un proceso por el que se modifica el estado en el que se encuentra un tipo de materia al enfriarla o calentarla hasta una determinada temperatura.
Algunos ejemplos de cambios de estado son la fusión, la solidificación, la vaporización y la condensación.
La fusión
La fusión es el proceso por el que, al calentar un sólido a una determinada temperatura, este pasa a estado líquido. Por ejemplo, cuando un trozo de hielo se derrite y pasa a estado líquido. Esta temperatura es la temperatura de fusión y no varía mientras dura el cambio de estado. La del agua es 0ºC.
La solidificación
La solidificación es el proceso por el que al enfriar un líquido a una determinada temperatura, este pasa a estado sólido. Es lo que ocurre cuando el agua, al bajar de temperatura, se congela.
La vaporización
La vaporización es el proceso por el que un líquido pasa a estado gaseoso al aumentar la temperatura. Si pasa solo parte del líquido de la superficie, el proceso de llama evaporización. Si pasa todo el líquido, el proceso se llama ebullición. La evaporación se produce a temperaturas muy variadas y la ebullición a una fija. En el caso del agua, a 100 ºC.
La condensación
La condensación es el proceso por el que un gas pasa de estado gaseoso a estado líquido cuando disminuye la temperatura.
Por ejemplo, cuando hace frío, el vapor de agua del aire se condensa en los cristales en forma de vaho.
¡Qué curioso!
El agua es la única sustancia que se encuentra en estado sólido, líquido y gaseoso en la naturaleza. Además, se mueve continuamente por el planeta y cambia de estado en el denominado ciclo del agua.
EJERCICIOS
1. Si al tocar un objeto lo notamos frío, ¿qué podemos decir de la temperatura de ese objeto respecto de la de nuestro cuerpo? ¿Hay intercambio de calor?
2. Piensa tres ejemplos en los que se observen condensaciones.
3. Escribe el nombre de los siguientes cambios de estado: De sólido a líquido:
De líquido a sólido: De líquido a gas: De gas a líquido:
Una transformación de energía es un proceso en el que una forma de energía cambia a otra.
Transformaciones de energía en la naturaleza
En la naturaleza se producen continuas transformaciones de energía. Algunos ejemplos son:
- La energía nuclear del sol se transforma en energía luminosa y térmica.
- La luz solar se transforma en energía química en la fotosíntesis que realizan las plantas y las algas verdes.
- La energía química de los alimentos la transformamos los seres vivos en energía térmica y cinética.
- La energía eléctrica de los rayos de las tormentas se transforma en energía luminosa y térmica.
Aparatos que trasforman energía
Los seres humanos hemos inventado aparatos para transformar unas formas de energía en otras. Algunos de los más conocidos son:
- Los alternadores. Son dispositivos que transforman la energía cinética del viento o del agua en energía eléctrica. Se utilizan para producir electricidad en las centrales eléctricas. - Las pilas y las baterías transforman en electricidad la energía
química de las sustancias que se combinan, es decir, las sustancias que reaccionan en su interior.
- Los paneles fotovoltaicos producen energía eléctrica a partir de energía luminosa.
- Los motores eléctricos transforman la electricidad en energía cinética y energía térmica.
- Los motores de combustión utilizan el gasoil o la gasolina para transformar la energía química de estos combustibles en energía térmica y energía cinética.
Las fuentes de energía: renovables y no renovables.
Las fuentes de energía son todos los recursos que se encuentran en la naturaleza y que el ser humano utiliza para obtener energía. Pueden ser:
- No renovables, cuyas reservas son limitadas y disminuyen a medida que se van consumiendo (petróleo, carbón, gas natural, energía nuclear).
- Renovables, que utiliza recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza (solar, hidráulica, eólica, geotérmica, mareomotriz, biomasa).
Hábitos de consumo de energía.
La energía: una necesidad básica.
La energía es una necesidad básica para las personas. Si te fijas, a diario usamos diferentes fuentes de energía (gasolina, gasoil, enchufamos ordenadores, televisores,…). Pero además, necesitamos la energía solar y la contenida en los alimentos para vivir.
Los problemas del gran consumo de energía.
La mayor parte de la energía que consumimos es energía eléctrica, cuyo proceso de producción en las centrales térmicas, hidroeléctricas y nucleares ocasiona cambios en el paisaje, contaminación y agotamiento de las fuentes de energía no renovable que se utilizan en ellas.
El futuro de la energía y la humanidad.
Para solucionar estos problemas y garantizar el suministro de energía en el futuro, es necesario tomar medidas como utilizar las fuentes de energía renovables, que no se agotan y son más limpias y respetuosas con el medio ambiente. También es necesario concienciar a todos los ciudadanos de la necesidad de ahorrar energía.
EJERCICIOS
1. Haz una lista en la que indiques al menos 5 medidas que tomarías en tu casa para ahorrar energía.
GLOSARIO Dilatar: Contraer: Energía térmica: Energía cinética: Energías renovables: Energías renovables: