CALOR Y TEMPERATURA

Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del P.P.P. La Educación

Municipio Libertad – Edo. Anzoátegui

Profesor(a): Integrantes:

3er año

Indice

Pág.

Introducción…………………………………………………………………….……03

1. De los cuatro elementos, al alcahesto, al calórico… a la energía…………………05

2. A mayor energía mayor temperatura……………………………………………...06

3. Si Aumenta la temperatura, aumentan las Dimensiones………………….……….07

4. Dilatación Lineal……………………………………………………….…………08

5. Dilatación Superficial………………………………………………….………….09

6. Dilatación Volumétrica……………………………………………….…………..09

7. La Temperatura: Su control es importante en la vida cotidiana………….……….10

8. El Calor: no es un fluido ni una forma de energía….Es un proceso……..……….11

9. Transferencia de energía mediante el proceso de calor……………….….……….12

10. Cómo obtener la cantidad de energía transferida…………………….………….13

11. El calentamiento global………………………………………………………….13

Actividades de autoevaluación………………………………………………………15

Conclusión………………………………………..………………….………………16

Bibliografía………………………………………………………………………….17

Introducción.

Ha pasado más de una centena de miles de años desde que los hombres conocieron el fuego y aprendieron a obtener ellos mismos el calor. Cada uno de nosotros se calentaba al brasero y se helaba al frío. Al parecer, que puede haber más habitual y comprensible que el conocido por todos calor. Pero, no es una cosa simple decir que es el calor. La respuesta correcta a esta pregunta fue encontrada por la ciencia no hace mucho.

Dos hipótesis sobre la naturaleza del calor. La naturaleza del calor fue explicada por un hecho al parecer indudable y evidente: al calentar el sistema su temperatura aumenta, por lo tanto, el sistema recibe "algo". Al enfriarse el sistema entrega "algo". Este "algo" fue llamado calor.

Sobre la naturaleza del calor se emitieron dos hipótesis. Galileo se atenía a la primera hipótesis (1613). El calor es materia. Esta materia es extraordinaria, es capaz de penetrar en todo cuerpo y de salir de él. La sustancia (cuerpo o fluido) termógena no se genera ni se elimina, sino que sólo se redistribuye entre los cuerpos.

Al aumentar la cantidad de fluido termógeno o calorígeno en el cuerpo, la temperatura aumenta, al disminuir, la temperatura baja. Cuando no hay en absoluto sustancia termógena en el cuerpo se alcanza la mínima temperatura posible, o sea, el cero absoluto de temperatura. Al principio, los partidarios de la hipótesis de fluido termógeno consideraban (más tarde Black les obligó a cambiar sus puntos de vista) que el termómetro mide la cantidad de sustancia termógena en el cuerpo. La propia palabra "temperatura" traducida del latín significa mezcla. En algunos tiempos se decía que el bronce es la "temperatura de estaño y cobre". Por temperatura del cuerpo se comprendía una mezcla de materia del cuerpo y de sustancia termógena. El grado de temperatura (hasta la segunda mitad del siglo XVIII se decía, de acuerdo con las nociones existentes, grado de calor) expresaba la fuerza de esta mezcla. (Hasta hoy día se ha conservado la costumbre de medir en grados la fuerza del vino que es una mezcla de agua y alcohol.)

A la segunda hipótesis se atenía (1620) el filósofo inglés F. Bacon (1561 -1626). El prestó atención a lo conocido por cualquier herrero: bajo los fuertes golpes del martillo el pedazo de hierro frío se pone caliente. Se conocía también el procedimiento de obtención del fuego por frotamiento. De esto Bacon concluyó: el calor es el movimiento interno de las diminutas partículas del cuerpo, y la temperatura del cuerpo se determina por la velocidad de movimiento de las partículas en él. Esta teoría se llama teoría mecánica del calor. Esta teoría fue, en gran parte, fundamentada y desarrollada (1748).

Por el genial sabio ruso M. V. Lomonósov (1711 -1765). M. V. Lomonósov fundamenta la existencia del cero absoluto de temperatura desde la posición de la segunda hipótesis. Al cero le corresponde ya no la ausencia total de sustancia termógena en el cuerpo, sino la suspensión total del movimiento de las partículas. El desarrollo de la ciencia confirmará la existencia del cero absoluto, aunque también rechazará la noción sobre la suspensión total del movimiento de las partículas para el cero absoluto.

1. De los cuatro elementos, al alcahesto, al calórico… a la energía.

Un ejemplo importante, lo constituye la energía proveniente de la radiación solar. Desde tiempos remotos, la mujer y el hombre han usado esta fuente de energía natural para calentar e iluminar el espacio y las superficies que reciben las radiaciones, incluso, usó esta energía para secar las maderas.

Estas radiaciones dan origen a la energía química en los vegetales, y en a la formación de materiales vitales para el desarrollo como el carbón, el petróleo y el gas natural.

En esa evolución de la humanidad, descubrió como producir el fuego, el cual usó para calentarse por las noches y en las épocas de invierno, y cocinar los productos de la caza y de la pesca. En la actualidad, una sensación muy sutil para nuestro sentido del tacto, la experimentamos cuando en épocas de frío tenemos la oportunidad de calentarnos con el fuego de una fogata.

De esta manera, la práctica de calentarnos con el fuego de una fogata, es quizás la manifestación más elemental del “calor” y fue motivo de interés de épocas remotas que saltan hacia atrás y nos colocan en la época de Heráclito en el 540 a.c.

Entre los años 384 y 382 antes de nuestra era, Aristóteles, otro gran sabio griego, a las cualidades ya conocidas de caliente y frío, agregó dos más: lo húmedo y lo seco. Asi, los cuatros elementos quedaron constituidos de la siguiente forma: el fuego es cálido y seco, el aire es cálido y húmedo, la tierra es fría y seca y el agua es fría y húmeda.

Estas ideas fueron cambiando a medida la ciencia mejoraba los modelos de la naturaleza, y entre 1577 y 1644, el cambio de los conceptos de caliente y frío fue radical. Van Helmont en 1620, al realizar observaciones acerca de la calcinación del carbón y el azufre, encuentra una contradicción entre la idea de los cuatro elementos y la experiencia, pues el fuego no podía ser un elemento, ya que era un factor de transformación de las reacciones químicas, y lo denominó alcahesto, pero permanece la idea de que era algo semejante a un fluido.

En 1776, Lavoisier elaboró un modelo de los gases, en el cual introducía un nuevo concepto que llamó el calórico, de forma paralela surgía otro concepto denominado temperatura con lo cual se empezaron a construir los primeros termómetros, para medir la frialdad de las cosas. En esa época, la frialdad estaba relacionada con aquellos cuerpos que contenían poco calórico, y al introducir más de este fluido al cuerpo, este se calentaba, hasta que finalmente el calórico se desbordara y fluyera en todas las direcciones.

En la actualidad, los conceptos de calor y temperatura tras haber pasado por tantos cambios, tienen un significado que los relaciona directamente con el concepto de energía. Desde la teoría mecánica del calor, la mecánica estadística y la termodinámica, estos conceptos tienen una identidad propia que se relaciona directamente con la energía cinética o de movimiento de las moléculas que constituyen los cuerpos. De ahora en adelante tomaremos este modelo, con el fin de tratar a estos conceptos lo más cercano posible al conocimiento que actualmente maneja la ciencia.

2. A mayor energía mayor temperatura.

A diario, experimentamos fenómenos como los siguientes:

- Cuando la luz solar del mediodía incide directamente en una reja de hierro podría ser dificultoso abrirla, y si la tocamos sentimos que está muy caliente.

- Cuando calentamos el agua, vemos que después de un rato ésta comienza a evaporarse.

- Si dejamos en el congelador una botella de vidrio con agua, es posible que se rompa.

Todos estos fenómenos se relacionan por medio del concepto, de temperatura, el cual, desde la visión macroscópica es una propiedad intensiva de los cuerpos, es decir, no depende de la cantidad de materia. Además es susceptible de ser medida con aparatos calibrados denominados termómetros. Es decir, si medimos la temperatura de 1 litro de agua, al separar este volumen en varias partes y medir la temperatura de cada una, el volumen es diferente pero la temperatura

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