Conceptos Esenciales sobre Calor, Temperatura y Termodinámica
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Conceptos Fundamentales de Calor y Temperatura
Definiciones Básicas
Temperatura
La temperatura de un cuerpo es una medida de la agitación térmica (energía cinética promedio) de las partículas que lo componen.
Calor
El calor es la energía térmica que se transfiere desde un cuerpo caliente a otro más frío.
Caloría
Una caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Celsius (°C) la temperatura de un gramo (g) de agua.
Equilibrio Térmico
El equilibrio térmico consiste en que cuando dos cuerpos están en contacto, el cuerpo más caliente se enfría y el más frío se calienta hasta que ambos alcanzan la misma temperatura.
Medición de la Temperatura
Termómetros
Los termómetros son instrumentos diseñados para medir el valor numérico de la temperatura.
Escalas Termométricas
Las escalas termométricas más comunes son:
- Celsius (°C) (o centígrada)
- Kelvin (K)
- Fahrenheit (°F)
Transferencia y Propiedades Térmicas
Conductores y Aislantes Térmicos
- Conductores térmicos: Materiales que conducen bien el calor.
- Aislantes térmicos: Materiales que no conducen bien el calor.
Factores en el Cambio de Temperatura
Los factores que intervienen en el cambio de temperatura de una sustancia al recibir calor son principalmente la masa de la sustancia y el tipo de sustancia (determinado por su calor específico).
Dilatación
La dilatación es el aumento de volumen que experimenta un material debido a un incremento de su temperatura.
Cambios de Estado
Los principales cambios de estado de la materia relacionados con la temperatura son:
- Fusión (sólido a líquido)
- Solidificación (líquido a sólido)
- Vaporización (líquido a gas)
- Condensación o licuación (gas a líquido)
- Sublimación (sólido a gas)
- Sublimación inversa o deposición (gas a sólido)
Aplicaciones y Rendimiento
Motores Térmicos
Existen principalmente dos tipos de motores térmicos:
- Motores de combustión interna
- Motores de combustión externa
Rendimiento
El rendimiento de una máquina térmica indica qué proporción de la energía absorbida (en forma de calor) se transforma en trabajo útil.