Termodinámica: Calor, Energía y Temperatura

Calor

El calor es la transferencia de energía térmica entre dos sistemas materiales.

Existen dos tipos de calor:

• El calor que se transmite a un sistema material y que provoca un cambio en su temperatura se denomina calor específico del material. Por ejemplo, el calor que cambia la temperatura del hielo es el “calor específico del hielo”, y el calor que cambia la temperatura del agua es el “calor específico del agua”.
• El calor que se transmite a un sistema material y que no cambia su temperatura, pero sí su estado, se llama calor latente del cambio de estado. Por ejemplo, el calor que convierte el hielo en agua se llama “calor latente de fusión”.

Mecanismos de transferencia de calor:

1. Conducción: Las partículas de un cuerpo transmiten la agitación de sus partículas a las del otro cuando están en contacto.
2. Convección: Es el mecanismo de transferencia de calor en fluidos (líquidos o gases). Un fluido caliente es menos denso y asciende (sube), mientras que un fluido frío desciende (baja), pudiendo formar corrientes de convección.
3. Radiación: Se produce a distancia, mediante ondas electromagnéticas (como la luz del sol).

Energía

La energía es la capacidad de los sistemas materiales para producir cambios o realizar un trabajo. Su unidad en el SI es el Julio (J).

1 cal = 4,19 J

Propiedades de la energía:

• Se transfiere: pasa de un sistema material a otro.
• Se transforma de un tipo a otro.
• Se conserva: ni se crea ni se destruye.
• Se degrada: la energía mecánica se convierte en calor y luego no puede volver a convertirse totalmente en energía mecánica.
• Se puede almacenar y transportar.

Principio de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de un tipo a otro. Si un sistema material está aislado, su energía mecánica se conserva (Em). o = Emf

Temperatura

La temperatura es la magnitud que mide la energía térmica de un sistema material.

Equilibrio térmico: Estado que se alcanza cuando dos cuerpos adquieren la misma temperatura.

Escalas termométricas:

Son las escalas en las que se mide la temperatura:

• Celsius (°C): Asigna el 0 a la temperatura de congelación/fusión del agua y el 100 a la temperatura de ebullición/condensación.
• Kelvin (K): K = °C + 273.
• Fahrenheit (°F): °F = 1,8 · °C + 32

Calor (Repetición)

El calor es la transferencia de energía térmica entre dos sistemas materiales.

Existen dos tipos de calor:

• El calor que se transmite a un sistema material y que provoca un cambio en su temperatura se denomina calor específico del material. Por ejemplo, el calor que cambia la temperatura del hielo es el “calor específico del hielo”, y el calor que cambia la temperatura del agua es el “calor específico del agua”.
• El calor que se transmite a un sistema material y que no cambia su temperatura, pero sí su estado, se llama calor latente del cambio de estado. Por ejemplo, el calor que convierte el hielo en agua se llama “calor latente de fusión”.

Mecanismos de transferencia de calor:

1. Conducción: Las partículas de un cuerpo transmiten la agitación de sus partículas a las del otro cuando están en contacto.
2. Convección: Es el mecanismo de transferencia de calor en fluidos (líquidos o gases). Un fluido caliente es menos denso y asciende (sube), mientras que un fluido frío desciende (baja), pudiendo formar corrientes de convección.
3. Radiación: Se produce a distancia, mediante ondas electromagnéticas (como la luz del sol).