La Calor: Definició, Propagació i Mesura de la Temperatura

Què és la Calor?

La calor és una magnitud física que mesura l'energia transmesa d'un cos a un altre, com a conseqüència de la diferència entre les seves temperatures. Unitat de calor del SI: joule. La unitat de calor que no pertany al SI, però que encara es fa servir, és la caloria. La caloria és la calor necessària per elevar 1ºC la temperatura d'1 g d'aigua. 1 caloria=4,18 J.

Propagació de la Calor

Conducció

Pròpia dels sòlids, i es produeix per contacte directe entre dos cossos a diferent temperatura. Algunes substàncies són millors conductores de la calor que altres. Els metalls són els millors conductors de la calor. En són mals conductors el plàstic, la fusta, el suro, el vidre, el gel i la porcellana.

Aplicacions de la Conducció

Els materials mals conductors es fan servir com a aïllants de la calor. L'aire és molt mal conductor de la calor i per utilitzar-lo com a aïllant, cal immobilitzar-lo. Els materials aïllants s'utilitzen per construir habitatges, naus industrials i edificis en general. El millor aïllant és el buit.

Convecció

És exclusiva dels fluids (líquids i gasos). En escalfar un líquid en un vas de precipitats, per la part inferior, augmenta la temperatura d'aquesta zona. El líquid es dilata i, per tant, en disminueix la densitat. El líquid tebi puja, mentre que el líquid encara fred, baixa. Així es produeixen uns corrents, anomenats corrents de convecció. En els líquids i els gasos, la propagació de la calor per convecció va acompanyada d'un moviment de matèria.

Aplicacions de la Convecció

A les xemeneies domèstiques s'estableix el tiratge gràcies a la convecció gasosa; com que els gasos calents de la combustió són menys densos que l'aire, pugen per la xemeneia i aspiren aire nou; aquest aire, que es veu obligat a entrar per l'obertura inferior de la xemeneia, fa cremar la combustió. Els termoventiladors són ventiladors que treuen aire calent i escalfen (calefactors).

Radiació

La calor que la Terra rep del Sol arriba a través de l'espai, anomenat intersideral, on pràcticament hi ha el buit. Per tant, la propagació de la calor no pot ser ni per conducció ni per convecció, ja que en els dos casos es necessita matèria a través de la qual es propagui la calor. Existeix un altre procés pel qual la calor es pot propagar sense intervenció de les partícules materials, que és la propagació de la calor per radiació. Tots els cossos emeten energia cap a l'espai en forma d'ones electromagnètiques que es propaguen en totes direccions i sense necessitat de cap suport material. Aquestes radiacions travessen molts medis materials gairebé sense escalfar-los. Quan arriben a un medi que no els és transparent com és el nostre cos, el terra, una part de l'energia és absorbida i el cos que la rep augmenta de temperatura. Les superfícies negres i rugoses absorbeixen molt la radiació tèrmica, mentre que les blanques i platejades són poc absorbents.

Mesura de la Temperatura

Termòmetres

Aparells que ens permeten mesurar temperatures. Es basen en la dilatació dels líquids. Funcionament: en augmentar la temperatura, els cossos augmenten de volum. Poden ser: electrònics, de mercuri, d'alcohol i d'aigua. Temperatura de fusió: el líquid es congela. Temperatura de bulllició: el líquid bull i es converteix en gas.

• Mercuri: fusió: -30ºC i bulllició: 240ºC
• Alcohol: fusió: -130ºC i bulllició: 20ºC

Escales de Termòmetre

• Celsius: es congela a 0ºC i bull a 100ºC
• Kelvin: es congela a 273 K i bull a 373K
• Farenheit: es congela a 32ºF i bull a 212ºF

La temperatura més baixa que es pot assolir s'anomena zero absolut i correspon als -273ºC. Els punts 0ºC i 100ºC són els punts fixos de l'escala termomètrica centígrada o Celsius.

Dilatació

Augment de les dimensions d'un cos en incrementar la seva temperatura.