Energía, Calor y Temperatura: Fundamentos y Aplicaciones
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Centrales Nucleares
Las centrales nucleares son un tipo especial de centrales térmicas. La producción de calor se logra en un reactor donde ocurre la fisión nuclear de átomos de uranio u otros elementos radiactivos.
Fuentes Alternativas de Energía
Energía Solar
Para aprovechar la energía solar, se utilizan dispositivos denominados paneles fotovoltaicos.
Energía Eólica
La energía eólica es aquella que permite generar electricidad aprovechando la energía cinética del viento. Para utilizarla, se instalan molinos llamados generadores eólicos.
Tanto la energía eólica como la energía solar se consideran fuentes alternativas, ya que no consumen combustibles fósiles o radiactivos para la generación de electricidad. Su impacto ambiental tiende a ser mucho menos nocivo que el de las formas convencionales de generación de electricidad.
Calor y Temperatura
Calor
El calor es una forma de transferencia de energía, es decir, que podemos definirlo como energía en tránsito. Por tratarse de una forma de energía, el calor se mide en Joule (J) y también en calorías (cal).
Temperatura
La temperatura es un indicador del estado térmico de un cuerpo o un sistema que nos permite comparar un objeto “frío” con otro “caliente”.
Efectos Térmicos sobre los Materiales
Sólidos
Los sólidos poseen forma propia y volumen definido, porque sus partículas ejercen entre sí grandes fuerzas de atracción y tienen poca libertad de movimiento.
Gases
Los gases varían tanto su volumen como su forma con gran libertad, porque sus partículas tienden a alejarse unas de otras.
Líquidos
Los líquidos tienen volumen constante pero adoptan la forma del recipiente que los contiene, porque sus partículas están un poco más alejadas entre sí y pueden vibrar y rotar.
Dilatación y Contracción Térmicas
En la gran mayoría de los casos, cuando asciende la temperatura, el volumen de un cuerpo aumenta en forma proporcional. Este fenómeno se llama dilatación térmica.
La contracción térmica es el efecto contrario: cuando la temperatura desciende, el volumen del cuerpo disminuye.
Termómetros
Termómetros Líquidos
- A: En los termómetros clínicos, el capilar posee un estrangulamiento que impide el retroceso del líquido y permite leer la temperatura aunque se aleje del cuerpo.
- B: Los termómetros de laboratorio, en cambio, no lo tienen, por lo que pueden registrar ascenso y descenso de la temperatura, pero la lectura debe hacerse sin mover el termómetro de donde se efectúa la medición.
Termómetros Electrónicos
Los termómetros electrónicos permiten realizar medidas muy precisas sobre una pantalla digital a través de sensores que detectan diferencias de resistencia eléctrica producidas por cambios en la temperatura.
Pirómetros
Los pirómetros analizan el color de la luz que emiten ciertos materiales cuando se los calienta. Se utilizan para medir temperaturas muy altas, que dañarían a otros dispositivos.
Escalas Termométricas
Grado Fahrenheit
Grado Fahrenheit (°F): 0 °F equivalía a la temperatura de congelamiento de una solución de agua y sal, y el valor de 100 °F correspondía a la temperatura media del organismo humano.
Escala Celsius
Escala Celsius (°C): El valor 0 °C corresponde al punto de fusión del agua pura, y el valor de 100 °C a su punto de ebullición, tomados a presión atmosférica normal.
Llamamos TC a la temperatura Celsius y TF a la temperatura en grados Fahrenheit.