sábado, 20 de junio de 2009

El calor

EL CALOR


Cuando el agua de la bañera está muy caliente, abres el grifo del agua fría hasta conseguir que la mezcla esté templada, para poderte meter en ella. Lo que haces es enfriar el agua que estaba demasiado caliente.


Lo que se produce es un intercambio de energía, que fluye del agua caliente al agua fría, y que dura hasta que ambas alcanzan la misma temperatura, en el momento en que se llega al “equilibrio térmico”.


¿QUÉ ES EL CALOR?


El calor es precisamente la energía que se transmite entre dos o más cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas; en nuestro caso, los dos cuerpos son la masa de agua fría y la masa de agua caliente.


La unidad del calor es la caloría (cal), que es la cantidad de calor necesaria para hacer que 1 gramo de agua pase de una temperatura de 14,5 ºC a 15,5 ºC.

Como la caloría es una cantidad de calor muy pequeña, normalmente usamos un múltiplo de ella: la kilocaloría (kcal), que es igual a 1.000 calorías.


¿CÓMO SE TRANSMITE EL CALOR?


El calor se puede transmitir de tres maneras: por conducción, por convección o por radiación.




En los cuerpos sólidos, por conducción: al mover la leña ardiendo de una chimenea con el atizador, notamos cómo su asa se va calentando, aunque solo la punta está en contacto con el fuego. Si acercamos a una cerilla encendida un lápiz o cualquier trozo de madera, al poco tiempo comienza a arder, mientras que el extremo al que no le da la llama apenas se calienta.


No todos los sólidos transmiten igual el calor: los metales lo conducen muy bien, son buenos conductores, mientras que el papel, el plástico o la madera lo conducen poco o nada, son malos conductores o aislantes.


En los líquidos y gases, el calor se transmite por convección: al calentar agua en una tetera, se forma una corriente de agua caliente, que asciende desde la base de la tetera hasta la superficie, y de fría en el sentido contrario. En la atmósfera ocurre lo mismo con las corrientes de aire caliente y frío, originándose los vientos.


El calor también se transmite por radiación: cualquier cuerpo caliente emite rayos “caloríficos” que pueden calentar a los cuerpos más fríos que se hallen a su alrededor (que estén a menor temperatura). Al arder, la leña de una chimenea emite rayos que calientan el aire de la habitación. El Sol, que se encuentra a una altísima temperatura, emite rayos que calientan la Tierra.


EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS


Cuando se le transmite calor a un cuerpo, puede ocurrir que el cuerpo:


  • llegue a arder, si la temperatura es muy alta; no todos los cuerpos arden, solo ocurre con ciertos materiales;

  • cambie de volumen, se dilate; por ejemplo, en los puentes se dejan unos espacios rellenos de un material deformable (tipo goma), para que en verano cuando se dilatan por efecto del calor, no se lleguen a producir fracturas;

  • cambie el estado físico en que se encuentra (sólido, líquido o gaseoso).




El paso de sólido a líquido se llama fusión, y el proceso contrario (cuando se pierde calor), de líquido a sólido, solidificación.




Fusión

Este metal tiene una temperatura de fusión de 30 ºC, mucho más baja que nuestra temperatura corporal, por eso se funde al ponerlo en la mano.


El paso de líquido a gas se llama vaporización, y el proceso contrario licuación.


El paso de sólido a gas se llama sublimación, y el proceso contrario sublimación inversa.


Los cambios de estado más habituales son de sólido a líquido (fusión) y de líquido a gas (vaporización). La temperatura a la que se produce un mismo cambio de estado es diferente para cada sustancia.


A estos valores se les llama: temperatura de fusión, temperatura de vaporización... Por ejemplo, para el agua, la temperatura de fusión es 0 ºC y la de vaporización 100 ºC; mientras que para el alcohol etílico la temperatura de fusión es –114 ºC y la de vaporización 78 ºC.