IES Suel-El calor y la temperatura

Estado sólido

Estado gaseoso

Estado líquido

Mueve la palanca para variar la temperatura. Tomado de la página web "Iniciación Interactiva a la Materia" (Autor: Mariano Gaite Cuesta)

      

Como sabes, a medida que se eleva la temperatura, un cuerpo pasa del estado sólido al líquido y, finalmente, del estado líquido al gaseoso. Así, se puede afirmar que la temperatura se relaciona con el movimiento de las partículas que constituyen las sustancias.
Incluso en estado sólido las partículas no paran de vibrar. Sólo a una temperatura bajísima (a - 273ºC) las partículas dejan de vibrar por completo.

Mueve la palanca para variar la temperatura. Tomado de la página web "Iniciación Interactiva a la Materia" (Autor: Mariano Gaite Cuesta)

      

En el estado líquido las partículas están más o menos unidas. Pero si agitamos o aumentamos la temperatura las partículas pueden deslizarse unas sobre otras. La temperatura se relaciona con el movimiento de las partículas que constituyen las sustancias.
A mayor tempertatura, más deprisa de mueven y mayor es el número de deslizamientos de unas partículas sobre otras.

Mueve la palanca para variar la temperatura.

Tomado de la página web "Iniciación Interactiva a la Materia" (Autor: Mariano Gaite Cuesta)

     

Si siguiéramos el rastro de cualquier pequeña partícula de una sustancia, también en estado gaseoso, veríamos cómo su movimiento se acelera cuando subimos la temperatura, al igual que vimos que ocurría con los sólidos y líquidos.
Al aumentar la temperatura aumenta la energía cinética de las partículas. Se denomina energía térmica a la energía cinética media de un conjunto muy grande de partículas.

La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia. Esta medida se realiza con un termómetro. Los termómetros tradicionales basan su funcionamiento en la dilatación de mercurio o alcohol.

 
¿Quieres verlo mejor?: amplía este esquema

    

Cuando dos sistemas o cuerpos que se encuentran en desequilibrio térmico entran en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía térmica al de menor temperatura hasta conseguir un equilibrio térmico.
El calor es la transferencia de energía de un sistema o cuerpo que se halla a mayor temperatura a otro de menor temperatura.

   100      212      273,15      373,15      evaporación      fusión      gaseoso      hielo      líquida      sólido   

El punto de del agua es 0ºC (grados Celsius) = K (Kelvin) = 32 F (grados Fahrenheit). Por debajo de 0ºC el agua se encuentra en estado , es decir, como .

El punto de ebullición del agua es ºC = K = Fahrenheit. El agua permanece entre los 0ºC y los 100ºC y en este estado puede pasar lentamente a estado (vapor) gracias a la , por ejemplo cuando se seca la ropa tendida.

     

El calor es la trasferencia de energía de un sistema o un cuerpo que se halla a mayor temperatura a otro de menor temperatura.
La transmisión de energía cesa cuando ambos cuerpos o sistemas alcanzan la misma temperatura, es decir, cuando se alcanza el equilibrio térmico.
El calor se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, independientemente de sus tamaños.

Cuando dos sistemas o cuerpos en desequilibrio térmico entran en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía térmica al de menor temperatura hasta conseguir el equilibrio térmico. El calor es la transferencia de energía desde un cuerpo que se halla a mayor temperatura a otro de menor temperatura.

En la conducción se transmite energía térmica, pero no materia
La radiación es el proceso por el que los cuerpos emiten energía que puede propagarse por el vacío.
Los convección es el proceso por el que se transfiere energía térmica de un punto a otro de un fluido (líquido o gas) por el movimiento del propio fluido. En la convección se transmite energía térmica mediante el transporte de materia.

   conducción      convección      corrientes      descendentes      propagarse      radiación      temperatura   

El calor puede transmitirse o propagarse por conducción, por convección y por radiación.
Cuando servimos sopa caliente en un plato y este aumenta su temperatura, la transferencia de calor ha ocurrido por conducción.
Cuando se forman corrientes ascendentes de agua o aire caliente y corrientes frías descendentes se está produciendo convección.
La energía del Sol llega a la Tierra por radiación.

Si calientas un extremo de una varilla de metal sujetando por el otro extremo, al final te puedes quemar porque la energía térmica llega a tus dedos. Lo que ha ocurrido es que las partículas de metal "contagian" su vibración a toda la varilla.

    

Para que se transfiera energía térmica mediante conducción no hace falta que se propage la materia (al contrario de lo que ocurre con la convección). Cuando hay conducción térmica lo que ocurre es que las partículas de un cuerpo o sistema transmiten su energía cinética a las partículas de otro cuerpo o sistema, es decir, transmiten su movimiento o vibración.

Los números que aparecen en esta tabla indican la conductividad térmica de distintas sustancias o materiales. Algunos materiales son buenos aislantes térmicos mientras que otros son buenos conductores del calor.

     

Las distintas sustancias, los distintos materiales, no tienen la misma conductividad térmica. Así, por ejemplo, los metales son buenos conductores del calor, mientras que otros materiales como la madera o el corcho son buenos aislantes térmicos por tener una conductividad térmica muy baja. Por eso nos podemos quemar si , como vemos en la imagen, calentamos el extremo de una varilla de metal, pero no ocurre lo mismo si la varilla es de madera.

  

No hace falta aire ni otra materia para que una radiación se propague. Por eso nos llega energía térmica del Sol: no hay aire, sino vacío, entre nuestro planeta y la estrella más cercana a nosotros (fuera de la atmósfera hay vacío).

    

 

¿Qué ventajas tiene un suelo de madera?

1.   Que la madera es un mal aislante térmico.
2.   Que la madera da calor
3.   Que la madera tiene una alta conductividad térmica
4.   Que la madera es un buen aislante térmico

¿Qué tipo de termómetro es?

1.   Un termómetro clínico digital
2.   Un termómetro de Kelvin
3.   Un termómetro clínico de alcohol
4.   Un termómetro clínico de mercurio

¿Qué camiseta te pondrías un soleado día de verano para pasar menos calor?

1.   La camiseta negra
2.   La camiseta blanca
3.   Cualquiera de las dos
4.   La blanca, porque proporciona frío.

¿Cuál es el punto de ebullición del agua? (¿a qué temperatura hierve?) (con una presión atmosférica normal)

1.   A 173 K
2.   A 100ºC
3.   A 273 ºC
4.   A 0ºC    

¿Cómo se transmite la energía térmica en este dibujo?

1.   Por radiación
2.   Por conducción
3.   Por convección
4.   Por convicción

¿Qué tipo de radiación la sentimos como calor?

1.   Las ondas de radio
2.   La radiación infrarroja
3.   La luz
4.   Los rayos gamma

¿A cuántos grados Celsius o centígrados no se mueven los átomos en absoluto?

1.   A - 273ºC
2.   A 273 K
3.   La pregunta está mal hecha, porque eso nunca puede ocurrir.
4.   A 0ºC

¿Cómo se transmite la energía térmica en este dibujo?

1.   Por convección
2.   Por transmisión
3.   Por radiación
4.   Por conducción

¿Cómo se transmite la energía térmica en este dibujo?

1.   Por aislamiento térmico
2.   Por convección
3.   Por conducción
4.   Por radiación

¿A qué temperatura se congela el agua?

1.   A 0ºC
2.   A - 273 ºC
3.   A 173 K
4.   A 371 K

¿Cómo es la conductividad térmica de la madera?

1.   Muy alta
2.   Igual que la de cualquier otro material
3.   Bastante baja
4.   Infrarroja

¿Cómo les llega el calor a estas personas?

1.   Principalmente por radiación. Otra parte por convección: el aire caliente va subiendo y al enfriarse volverá a bajar
2.   Por conducción, a través del aire. Pero el aire no se mueve nunca de su sitio.
3.   Por sublimación, es decir, porque el aire se calienta y se mueve
4.   Por radiactividad

¿Cómo llega el calor al bulbo del termómetro?

1.   Por convección
2.   Principalmente por radiación
3.   Por el vacío
4.   Por el aire

¿Qué podrá ocurrirte si sujetas así una varilla de cobre?

1.   Acabaré quemándome porque el cobre tiene una alta conductividad térmica
2.   Me quemaré igual que si se tratase de cualquier otro material distinto al cobre
3.   Nada, porque el calor no puede propagarse por la varilla. El calor sólo se transmite por el aire
4.   Que me quemaré en menos de un segundo, porque el calor se transmitirá rapidísimo

¿Por qué el calor se conserva en el interior de un iglú habitado?

1.   Porque el hielo tiene una baja conductividad térmica
2.   Porque el hielo es un mal aislante térmico
3.   Porque el hielo es un buen conductor del calor
4.   Porque se ha alcanzado un equilibrio térmico con el exterior

¿Qué es en realidad la energía térmica?

1.   La energía potencial media de un cuerpo o sistema material
2.   El punto de ebullición de una sustancia
3.   La energía hidráulica del agua o de cualquier otra sustancia
4.   La energía cinética media de un cuerpo o sistema material

¿Por qué el doble acristalamiento de las ventanas es tan útil para aislar térmicamente las casas?

1.   Por la alta conductividad térmica del aire
2.   Porque el aire es muy mal conductor del calor
3.   Porque el vidrio tiene una conductividad térmica mucho más baja que el aire
4.   Porque los dos cristales conducen poco el calor

¿Qué tipo de radiación ha sido captada en estas fotografías especiales?

1.   Radiación ultravioleta
2.   Rayos X
3.   Rayos gamma
4.   Radiación infrarroja

¿Por qué sentimos frío o calor?

1.   Por la energía térmica de Kelvin
2.   Porque nuestra piel es un aislante térmico
3.   Porque la piel es un mal aislante térmico
4.   Porque tenemos receptores térmicos en la piel

Si ponemos a calentar un fluido (líquido o gas) por un extremo, se forman corrientes de convección. La parte más caliente sube y la más fría baja.
De este modo se originan los movimientos de las masas de aire, es decir, el viento, ya que cuando el aire cercano al suelo se calienta asciende deja un hueco para el aire frío y más pesado, que desciende.

 

¿Qué ocurrirá al cabo de un buen rato?

1.   Que la energía térmica desaparecerá sin dejar rastro
2.   Que nunca se alcanzará el equilibrio
3.   Que el frío pasará al sitio más caliente
4.   Que se igualará la temperatura de los dos recipientes