CALOR Y TEMPERATURA

Índice

I. Los fenómenos del calor, su medición y aplicaciones.

II.-Concepto de termodinámica. (Tres Leyes)

III.-Escalas termométricas.

IV.-Dilatación de los cuerpos.

I.-Fenómenos del calor, su medición y aplicaciones.

• La mayoría de los materiales, en la naturaleza por efecto del calor se dilatan, es decir aumentan su longitud, su área, su volumen. dependiendo del tipo de distribución de masa, en el caso que sea una distribución lineal, hablamos de dilatación lineal, si la distribución de área. la dilatación es superficial, y en el caso general el cambio de volumen, hablamos de dilatación volumétrica. En general el cambio de temperatura ocasiona cambios en los cuerpos.

Aunque existen algunos materiales para los cuales el efecto del calor ocasiona que su volumen disminuye, es decir en vez de dilatarse se contraen, es el caso del agua, un caso especial y gracias al cual es factible la vida en los lagos congelados, esto ocurre entre los cero y cuatro grados Celsius, donde el agua en vez de dilatarse se contrae alcanzando la máxima concentración de masa y por tanto la máxima densidad, en el caso de lagos lleva a efectuar el proceso de convección, lo cual lleva a que la parte interior en los lagos congelados quede a cuatro grados Celsius, y esto permite la vida en estos.

Para medir la dilatación de los materiales se establece la relación entre la temperatura, el volumen y la razón entre estos dos parámetros nos da la medida de la dilatación a través de un coeficiente llamado coeficiente de dilatación térmica, en el caso linea se usa la letra griega "alfa", para el caso superficial se usa "beta" y para el caso volumétrico se usa "gamma".

Coeficiente gamma = (Cambio de Volumen) / (Cambio de Temperatura)*(Volumen Inicial

La dilatación de los cuerpos se consideran por ejemplo en las construcciones de edificios, donde se dejan rendijas, espacios entre paredes para cuando lleguen las épocas de calor estos materiales se puedan expandir y tener espacio para ello. También en la construcción de naves como aviones, etc.

• Los globos aerostáticos se elevan gracias al calor. Al calentar con fuego el aire dentro del globo, este se expande más, ocupando más volumen teniendo la misma masa, así el aire caliente es menos denso que el aire que esta fuera del globo. La gran mayoría del aire caliente se mantiene dentro de la carpa que está amarrada sobre la canasta, empujándola hacia arriba y así, elevándose.

Medición del calor

El calor y la temperatura son fenómenos sumamente interesantes. Se manifiestan de innumerables maneras y en muchas oportunidades, la cuestión va más allá del clima, por lo cual medir el calor no siempre resulta sencillo.

En pocas palabras, lo que en realidad llamamos calor es el flujo de energía caliente o calorífica que se transmite de un cuerpo o un objeto caliente (de altas temperaturas) a un cuerpo u objeto frío (de temperaturas más bajas). La forma en la que este flujo de energía se puede medir es utilizando lo que se conoce como Calorías.

Una caloría es la medida de la cantidad de calor que existe en una sustancia. Esto es básicamente la cantidad de energía que se requiere para elevar un gramo de agua por un grado Celsius, y la fórmula que se puede utilizar para calcular éste es el cambio de temperatura en Celsius dividido la masa de agua que se calentó con eso.

¿Cómo se mide el calor?

Para lograr cálculos perfectos, la medición del calor se realiza a través del calorímetro, un instrumento que hace posible medir las cantidades de calor absorbidas o liberadas por los cuerpos. Obviamente, cuando pensamos en términos de medición del calor tendemos a pensar en un termómetro, pero esta es una concepción errónea.

Mientras el calorímetro puede medir el calor específico y absoluto de un cuerpo, el termómetro no hace más que medir la temperatura, que responde a las nociones de los seres humanos sobre lo que es caliente y lo que es frío. El termómetro no permite medir transferencias de calor y por ende, no mide el calor en términos absolutos.

Aplicaciones del calor

El uso directo del calor es una de las formas más antiguas, versátiles y comunes de la utilización de la energía geotérmica. Las aplicaciones en baños, calefacción ambiental y distrital, en agricultura, acuicultura y algunos usos industriales constituyen las formas más conocidas de utilización, pero las bombas de calor son las más generalizadas (12,5% del total de la energía utilizada en el año 2000). En menor escala hay muchos otros tipos de utilización, siendo algunos de ellos poco usuales.

La calefacción ambiental y distrital ha tenido un gran desarrollo en Islandia, donde la capacidad total de los sistemas de calefacción distrital ha aumentado a unos 1.200 MWt a fines de 1999. Esta forma de calefacción está ampliamente distribuida en los países de Europa Oriental, como también en Estados Unidos, China, Japón, Francia, etc.

El calor es la etapa final de alguna transformación de energía, sin embargo, ya hace tiempo que se viene buscando esta respuesta, el calor no tiene aplicación, puesto que si lo confundes con un calentamiento no es lo mismo, puede decirse que la energía eléctrica se transforma en calor, pero es un paso final, así decimos que lo que aplicaste fue energía eléctrica.

Mas no el calor, en el caso de calentar, digamos agua, lo que usas es energía química al quemar los hidrocarburos del gas para producir calor, en este caso fue energía química, mas no energía calorífica. Entonces pues, el calor no tiene aplicación, sino es el remanente de la aplicación de otro tipo de energía, la cual se convirtió en un paso final en calor.

El calor ayuda al Calentamiento de calderas para producción de vapor para mover turbinas y hacer electricidad, fusión de arrabio para obtener lingotes de acero, calentar alimentos, calefacción, fundición de materiales como plástico, vidrio, etc.

1. TRANSFERENCIA: En los tipos comunes, tales como intercambiadores de coraza y tubos y los radiadores de automóvil, la transferencia de calor se realiza fundamentalmente por conducción y convección

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