Para registrar la temperatura de los cuerpos, se utilizan aparatos llamados termómetros. Dichos termómetros se gradúan en distintas escalas, tales como:
- CELSIUS (Tc). - KELVIN (Tk). - FAHRENHEIT (Tf).
Las fórmulas que relacionan a estas escalas, es decir, que te permiten transformar de una escala a otra, son las siguientes:
De un cuerpo que gana energía por este mecanismo de choques moleculares, se dice que absorbe calor; del que pierde energía, decimos que desprende calor.
Unidades para calor
En el sistema internacional (S.I.) se mide en Joule. En el sistema cegesimal (C.G.S.) se mide en Ergios. Pero, en general, el calor suele expresarse en una unidad llamada caloría, donde 1(cal) = 4.18 (joule).
Transmisión del Calor
Conducción: Es el proceso de transferencia de energía entre dos cuerpos. Los de mayor temperatura transfieren energía a los de menor temperatura, hasta que sus temperaturas se equilibran. Esta forma de propagación del calor ocurre en las sustancias sólidas. Por ejemplo, cuando se calienta un fierro, se tiene la propagación del calor por conducción.
Convección
Corresponde a la transmisión del calor en los líquidos y gases por el movimiento de sus moléculas, en forma de corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes.
Por ejemplo, el agua de la tetera que se encuentra más cercana a la llama de la cocina asciende, mientras que el agua más fría, que se encuentra más cercana a la superficie, desciende, comenzando a rotar el agua dentro de la tetera hasta que toda el agua se calienta.
Radiación
El calor puede transmitirse a grandes distancias sin calentar en forma apreciable el espacio intermedio. Se produce mediante ondas calóricas semejantes a las de radio o electromagnéticas.
Por ejemplo, el calor de esta fogata atraviesa el espacio entre el fuego y el gato en forma de rayos infrarrojos
Donde Lf = Largo final. Lo = Largo inicial. ?t =Variación de temperatura. ? = Coeficiente de variación lineal.
Sf = Superficie final. So = Superficie inicial. 2? = ? = coeficiente de variación superficial.
Vf = Volumen final. Vo = Volumen inicial. 3? = y = coeficiente de variación volumétrico.
El agua: una excepción
El agua sufre un comportamiento contrario respecto de su dilatación en el rango de temperaturas de 0º C a 4º C. El agua se contrae cuando la temperatura sube en este tramo y se dilata si la temperatura disminuye en este tramo.
Materiales y Calor
capacidad calórica (C)
Es la relación entre el calor absorbido o cedido (Q) por un material y la variación de temperatura (?T) que éste experimenta.
Calor específico (c)
Es característico de cada material y corresponde a su capacidad calórica por unidad de masa (m).
Al poner en contacto dos cuerpos de distinta temperatura, se produce una transferencia de energía calórica, desde la de mayor temperatura (cede energía) hacia la de menor temperatura (absorbe energía). Finalmente, se produce el equilibrio térmico cuando ambos cuerpos se encuentran a igual temperatura.
Principio calorimétrico de las mezclas
Al poner en contacto dos cuerpos a diferente temperatura, se cumple que:
Qcedido = Qabsorbido
m1 · c1 · (T1 - Teq) = m2 · c2 · (Teq-T2)
Principio de Regnault
El calor cedido por los cuerpos de mayor temperatura es igual al absorbido por los de menor temperatura, hasta alcanzar el equilibrio térmico.
Se denomina calor latente (L) a la cantidad de calor (Q) por unidad de masa (m) que se debe ceder o extraer a una sustancia en su punto crítico para que cambie totalmente de fase. Por ejemplo, si el calor latente del agua es 540 (cal/g) para cambiar de estado líquido a gaseoso (cuando hierve el agua aprox 100º C), significa que por cada gramo de agua para el cambio de fase se requieren 540 calorías.
Unidades para calor latente
En el sistema internacional (S.I.): (Joule/kilogramo), pero suele expresarse en (caloría/gramo).
Leyes del cambio de fase
- Durante el cambio de fase, la temperatura del elemento permanece constante. - A una determinada presión, la temperatura a la que se produce el cambio de fase (punto crítico) tiene un valor bien determinado para cada sustancia. - El calor aplicado a un elemento en el punto crítico para cambiar su estado es el mismo que para revertirlo.
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