Portada » Biología » Energía térmica asociada a cambios de estado
La materia está formada por pequeñísimas partículas (átomos y moléculas) en continuo movimiento.
En los cuerpos sólidos, estas partículas vibran alrededor de posiciones fijas, mientras que en los líquidos y gases se desplazan con mayor libertad. La energía asociada al movimiento de las partículas que constituyen cualquier cuerpo se denomina energía interna.
A mayor energía interna, mayor movimiento. La energía absorbida es empleada para incrementar la energía interna de las partículas que lo componen y, por tanto, su velocidad. Por eso decimos que la energía interna está asociada a la temperatura.
A mayor temperatura, mayor energía interna. La energía que se transfiere entre dos cuerpos que se encuentran a distinta temperatura se denomina calor.
Decimos que el líquido transfiere calor al cubito de hielo.
Cuando un elemento transfiere calor a otro hasta que están a la misma temperatura.La temperatura mide la energía interna de las partículas de un cuerpo. El calor es la forma en que se transfiere energía de un cuerpo a otro. Si un cuerpo cede calor, su energía interna disminuye, si lo recibe, aumenta.El calor es energía en tránsito, que pasa de un cuerpo a otro cuando ocurre alguna transformación. La unidad de medida del calor, como de toda energía, en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el Julio (J).
Aunque no pertenece a este sistema, también se usa la caloría. La equivalencia entre ambas es: 1 J = 0,24 cal; o bien: 1 cal = 4,18 J. La transferencia de calor y su importancia en los seres vivos
Los seres vivos necesitan el calor para sobrevivir, se dividen en dos grupos: temperatura constante(mantiene su temperatura aunque la del ambiente sea distinta/ ej. Ser humano) y los ectotermos (su temperatura varia según la temperatura ambiental / ej: reptíles). La temperatura es una magnitud que sirve para medir la energía interna de los cuerpos y, por lo tanto, la movilidad de las partículas que los forman. La temperatura se mide con termómetros.
La unidad de medida de la temperatura en el Sistema Internacional es el kelvin (K).
Celsius( valores entre 0ºC, cuando se congela el agua y 100ºC cuando empieza la ebullición, se divide en 100 partes iguales). Kalvin( 0 Kalvin equivalen a -273ºC, equivale al cero absoluto, no tiene valores negativos, y se divide en las mismas partes que los celsius).
Farhenhait( 0ºC son 32ºFarhenhait y 100ºC son 212ºFarhenhait, la escala esta dividida en 180 partes iguales).
Uno de los efectos más comunes que ocurren cuando un cuerpo recibe calor es el aumento de su temperatura. Pero no en todos los casos sucede de la misma manera capacidad calorífica específica e indica la facilidad con que un material puede cambiar su temperatura cuando se le suministra calor.El aumento de temperatura también depende de otros factores, como la cantidad de sustancia (masa) y la temperatura inicial a la que se encuentra el cuerpo: Cuanto mayor es la masa de un cuerpo, más calor se le debe suministrar para que alcance una determinada temperatura. Cuanto menor es su temperatura inicial, mayor cantidad de calor debe absorber para alcanzar una temperatura determinada.
Cuando un cuerpo se calienta, aumenta su tamaño; decimos que se dilata, mientras que cuando se enfría, ocurre lo contrario, se contrae. Aunque el volumen aumenta, la masa es la misma. Por lo tanto, la densidad de los cuerpos disminuye a medida que aumenta su temperatura. (La densidad depende de la masa y el volumen de un cuerpo. Su fórmula es d = m / V).
El funcionamiento de los termómetros más comunes se basa en la dilatación y la contracción de los líquidos, como el Mercurio y el alcohol.El termómetro de alcohol se suele usar para medir la temperatura ambiental, ya que esta sustancia es líquida entre –112 ºC (punto de congelación del alcohol) y 78 ºC (su punto de ebullición).
El termómetro de Mercurio se usa para medir la temperatura corporal. Esta sustancia es líquida entre –39 ºC (punto de congelación) y 357 ºC (su punto de ebullición).
Un cuerpo que puede transmitir calor a otro se denomina fuente de calor.
El calor se transfiere de un cuerpo a otro de tres maneras diferentes: la conducción, la convección y la radiación.
La conducción es la forma en que se transfiere calor en los sólidos y, para que se produzca, el cuerpo ha de estar en contacto con la fuente de calor. Algunos materiales, como los metales, conducen el calor mejor que otros y se llaman conductores térmicos.
La madera y el plástico, en cambio, son malos conductores y, por tanto, son buenos aislantes térmicos.
¿Cómo conducen el calor las partículas de un material sólido? Las partículas no se desplazan pero las más calientes vibran con mayor intensidad, colisionan con otras contiguas y les ceden parte de su energía, de manera que dicha energía va pasando de unas a otras hasta que finalmente todas ellas adquieren una mayor movilidad y así el calor se propaga de un extremo a otro del cuerpo. La convección es la forma en que se propaga la energía calorífica a través de los fluidos (líquidos y gases). En un cazo el agua del fondo se calienta antes, su densidad aumenta y sube y así continuamente hasta que toda este a la misma temperatura. Este desplazamiento de materia crea una corriente de convección que hace circular el agua en el recipiente, hasta que todo el líquido alcanza la misma temperatura. Los vientos se producen debido a la formación de corrientes de convección generadas por el calentamiento desigual del aire en la atmósfera. Las corrientes marinas son grandes masas de agua que se desplazan en los océanos y una de las causas que las provoca es la diferencia de temperatura. La radiación.
Los cuerpos calientes emiten calor en forma de radiación infrarroja.
Esta radiación no necesita de un medio material para propagarse, por lo que se puede transmitir en el vacío.
Además de la infrarroja, hay otro tipo de radiación que genera calor: por ejemplo, un horno microondas emite radiación, la cual es absorbida por las partículas de los alimentos, que aumentan su movimiento y se calientan.
Entre los sólidos, algunos son mejores conductores térmicos que otros. Por ejemplo, los metales como el oro, la plata, el hierro, etc., son buenos conductores del calor. Los materiales aislantes suelen ser porosos o fibrosos, con aire en su interior, como por ejemplo, la madera.Las técnicas de aislamiento son métodos usados para aislar térmicamente un ambiente, por ejemplo, una casa, reduciendo la transferencia de calor al exterior.