Calor Física

a) Diferencia entre calor y temperatura

La diferencia entre ambas es que el calor es una magnitud escalar y la temperatura no es una magnitud.

b) Equilibrio Térmico

Es cuando dos sustancias de distinto estado térmico puestas en contacto tienden a igualar sus estados térmicos logrando un equilibrio al cabo de un determinado tiempo. La sustancia de mayor estado térmico le cede calor a la sustancia de menor estado térmico. Si dos sustancias tienen igual estado térmico no se produce entre ellas intercambio de calor.

c) Temperatura

Es el número que nos indica el estado térmico de un cuerpo, no es una magnitud en tanto que no se puede promediar, se expresa mediante un número que corresponde a una marca en cierta escala graduada y se simboliza con la letra T.

Se mide mediante termómetros que son instrumentos que determinan los estados térmicos de los cuerpos o sustancias. Hay diferentes tipos:

• Termómetros de mercurio: pueden medir dese -39º hasta 357ª que son las temperaturas en donde el mercurio está en estado líquido.

• Termómetros digitales: utilizan celdas termo sensibles como determinado tipo de transistores que transforman la temperatura en voltajes del orden de los mVolt (mili voltios)

• Termómetros con Gas a volumen constante: miden temperaturas entre los rangos -20ºC a 1400ºC con una extraordinaria precisión. Son mucho más complejos, precisos y costosos que los termómetros de mercurio. En general se utilizan para calibrar y ver la precisión de los termómetros más simples.

• Pirómetros: pueden medir la temperatura en función de la radiación emitida por los objetos calientes. Hay de distintos tipos aunque los más utilizados son los ópticos, prácticos para medir temperaturas de objetos en movimiento.

La temperatura se mide en escalas, las cuales son:

• Escala centígrada o Celsius (ºC): los puntos fijos fundamentales de esta escala son el 0ºC que corresponde al punto de fusión del hielo, y el punto superior los 100ºC corresponde al estado de ebullición del agua.

• Escala de Fahrenheit (ºF): El punto inferior el 0ºF coincide con el punto de fusión de una mezcla frigorífica de hielo y cloruro de amonio y el punto superior de esta escala los 212 ºF corresponde al estado de ebullición del agua.

Fórmula para pasar de una temperatura a otra: TºC/100ºC = (TºF-32ºF)/180ºF

d) Dilatación

Se produce cuando un cuerpo amplía su volumen al aumentar su temperatura. Ejemplos:

• La dilatación del aire produce su ascenso y este hecho está relacionado con la velocidad del viento.

• La forma particular en que dilata el agua es fundamental para la vida terrestre.

• Los termostatos que cierran los circuitos de las heladeras activando el motor solo cuando hace falta, basan su funcionamiento en la dilatación de dos metales.

• Las llaves térmicas que cortan la corriente eléctrica en caso de cortocircuito también funcionan por dilatación

• La presencia de ranuras en determinados lugares de las vías férreas, los puentes, las rutas y los edificios permiten la dilatación de los materiales evitando las estructuras se rompan o se deformen.

Dilatación lineal de sólidos: es cuando al someter el cuerpo a una fuente de calor esta aumenta notoriamente su longitud. Fórmula: Lf=Lo. (1+a.T)

e)

1. ¿Cuál será la longitud de un hilo de cobre de 53ºC, si a 273ºK su longitud era de 1300m?

Lf= 1300m+0,000017 x 1300m x 53ºC

Lf= 1300+11713

Lf=1301,17

2.

ºK ºC ºF

51 -222,15 -367,87

260 -13,15 8,33

278,45 5,3 41,54

248,55 -24,6 -12,28

240 -33,15 -27,67

231,15 -42 -43,6

300 26,85 80,33

182,45 -90,7 -131,26

235,75 -37,4 -35,32

262 -11,15 11,93

505,93 232,78 451,004

311 37,85 100,13

1150 876,85 1610,33

712 438,85 821,93

399 125,85 258,53

1000 726,85 1340,33

f) Calor

Se representa con la letra Q, es una magnitud escalar y es una forma de energía ya que por medio de él se puede realizar algún tipo de trabajo. Se mide en calorías, que se representa con cal.

Cantidad de calor y calor específico

La cantidad de calor que absorbe o cede un cuerpo es directamente proporcional a su masa, esta es una constante que depende de cada sustancia y ya viene tabulado, también depende de cada sustancia y de la variación de la temperatura a la que se lo expone. Unidades: [Ce]= cal/g. ºC

Fórmula que permite calcular la cantidad de calor absorbida o cedida: Q=mCe.T

Si al aplicar esta fórmula se obtiene un resultado negativo es porque la temperatura final es menor que la temperatura inicial y el cuerpo está perdiendo calor y viceversa.

Capacidad calorífica

Nos indica la cantidad de calor que debemos entregar a un cuerpo por cada grado centígrado que queramos elevar su temperatura.

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