Principios Esenciales de Calor y Materia: Temperatura, Fases y Transferencia Energética

Conceptos Fundamentales de Calor y Temperatura

Todas las partículas que forman los cuerpos tienen energía interna; las de mayor temperatura tienen más y las de menor, menos. Para que un cuerpo ceda calor y se constituya en fuente de calor, basta con que esté más caliente que los cuerpos que le rodean.

Energía Interna y Temperatura

La temperatura es el indicador de la velocidad que tienen las partículas de un cuerpo.

Equilibrio Térmico

Cuando ambos cuerpos tienen la misma temperatura, se le llama equilibrio térmico. La temperatura de los cuerpos en este estado es la temperatura de equilibrio.

Factores que Afectan el Aumento de Temperatura

Los factores de los que depende el aumento de temperatura son:

• La masa del cuerpo.
• El tiempo durante el que recibe calor.
• El tipo de sustancia.

Calor Específico

Cada sustancia tiene una característica llamada calor específico, que es la cantidad de energía que se debe comunicar a la unidad de masa para que aumente un grado de su temperatura.

Dilatación y Contracción

Se denomina dilatación al aumento del volumen de una sustancia. Se produce al calentar una sustancia. El efecto contrario se denomina contracción. El mayor efecto de la dilatación lo encontramos en los gases, después en los líquidos y finalmente en los sólidos.

Cambios de Estado de Agregación

Cuando se aporta energía en forma de calor a un cuerpo y este alcanza cierta temperatura, esta energía se emplea en cambiar su estado de agregación.

Tipos de Cambios de Estado

• Fusión: Paso de sólido a líquido. Para ello, la sustancia necesita absorber calor. Cada sólido se funde a una temperatura determinada llamada punto de fusión.
• Solidificación: Paso de líquido a sólido. La sustancia que solidifica ha de ceder calor, es decir, debe enfriarse.
• Vaporización: Paso de líquido a gas. La sustancia necesita absorber calor. La vaporización se produce por evaporación o por ebullición. Cada líquido hierve a una determinada temperatura de ebullición.
• Condensación: Paso de gas a líquido. La sustancia ha de ceder calor, es decir, debe enfriarse.
• Sublimación (directa): Paso directo de sólido a gas mediante la absorción de calor.
• Sublimación inversa (deposición): Paso directo de gas a sólido cuando la sustancia se enfría.

Mecanismos de Propagación del Calor

El calor se propaga de un lugar a otro por medio de:

Tipos de Transmisión de Calor

• Conducción: El calor se transmite por conducción a través de las sustancias sólidas. En esta transmisión de calor no hay movimiento de la materia. Los metales son los materiales que tienen más capacidad de transmitir el calor de esta forma.
• Convección: Es la transmisión de calor por medio del movimiento de la materia. Es la manera como se transmite el calor en los líquidos y gases. Así se forman las corrientes de convección (agua caliente que sube y fría que baja).
• Radiación: La propagación del calor por radiación no necesita el soporte de ningún medio material ni transmisión de materia para realizarse. Todos los objetos calientes emiten radiación aunque no la veamos. A eso se le llama radiación infrarroja.