Conceptos Fundamentales de Calor y Temperatura

Calor (Energía)

El calor es la energía que se transmite de un cuerpo con mayor energía a uno de menor energía. El calor provoca que las partículas se agiten; mucho calor provoca que el agua se evapore.

Modos de Transferencia de Calor

• Convección: Medio de circulación del calor a través del aire o líquido.
• Radiación: Se propaga el calor a través de ondas que a cierta distancia son perceptibles. Mientras más cerca de la fuente, se siente más calor.
• Conducción: El calor es transferido de partícula a partícula.

Temperatura

La temperatura es la energía cinética o agitación de las partículas de un cuerpo. A mayor agitación, mayor temperatura tendrá el cuerpo.

Escalas de Temperatura

• Celsius (°C): 0°C (Sólido a líquido) → 100°C (Líquido a gaseoso)
• Kelvin (K): 273 K (Sólido a líquido) → 373 K (Líquido a gaseoso)
• Fahrenheit (°F): 32°F (Sólido a líquido) → 212°F (Líquido a gaseoso)

*Los Kelvin son la medida internacional.

Fórmulas de Conversión

• °C = K - 273.15
• K = °C + 273.15
• °F = 1.8 × °C + 32

Fenómenos Térmicos

• Dilatación Térmica: Este fenómeno ocurre cuando la temperatura de un cuerpo aumenta. Por el contrario, si la temperatura disminuye, se le denomina Contracción Térmica. La dilatación y contracción térmica afectan en mayor o menor medida a casi todos los cuerpos, pero en los metales es más notorio. Al aumentar la temperatura, el movimiento de partículas aumenta, lo que quiere decir que las partículas ocupan mayor espacio, provocando el aumento del volumen del cuerpo.

Tipos de Termómetros

• Termómetro de Mercurio: Es un tubo de vidrio con un extremo de metal. Este contiene mercurio, el cual al entrar en contacto con el calor se expande.
• Termómetro de Laboratorio: Este termómetro contiene alcohol que se dilata al entrar en calor.
• Termómetro Bimetálico: Contiene una lámina metálica enrollada en su interior, la cual se dilata o contrae dependiendo de la temperatura.
• Termómetro Eléctrico: Tiene un circuito que, cuando aumenta la temperatura, cambia su resistencia eléctrica.

Calor Específico

Fórmula: Q = M · C · ΔT

• Q: Calor transferido
• M: Masa (unidad de medida de peso entregada)
• C: Calor específico (unidades como cal/(g·°C))
• ΔT: Variación de temperatura (Temperatura Final - Temperatura Inicial)

Unidades de Masa Comunes

• Kilogramo (kg)
• Hectogramo (hg)
• Decágramo (dag)
• Gramo (g)
• Decigramo (dg)
• Centigramo (cg)
• Miligramo (mg)

*Si se tiene que bajar en la escala para llegar a gramos, se multiplica.

*Si se tiene que subir en la escala para llegar a gramos, se divide.

Figuras Históricas Clave en Termometría

• Galileo Galilei: Se le atribuye la creación del termoscopio, instrumento que sirve para comparar diferentes temperaturas.
• Santorre Santorio: Introdujo una escala de graduación al termoscopio de Galileo, convirtiéndolo en un termómetro.
• Daniel Fahrenheit: Creó el primer termómetro de mercurio, uno de los más precisos para medir la temperatura en su época.
• Thomas Seebeck: Inventó el termopar, instrumento capaz de medir la diferencia de temperatura entre la unión de dos metales diferentes.
• Carl Wilhelm Siemens: Se basó en la variación de la resistencia eléctrica de los materiales con la temperatura para proponer el uso de platino como material para un termómetro.
• Henry le Châtelier: Construyó el primer pirómetro, instrumento capaz de medir la temperatura de un cuerpo a distancia.

Nota Actual

Actualmente, la OMS (Organización Mundial de la Salud) busca eliminar los termómetros de mercurio hacia el año 2020 debido a la alta toxicidad de este elemento.