La temperatura de un cuerpo se define como una magnitud que
mide la energa promedio de las molculas que constituyen ese cuerpo.
La temperatura de un cuerpo es independiente de su masa, porque
solo depende de la velocidad y la masa de cada una de sus molculas.
De otra parte, el concepto de calor corresponde a la medida de la
energa que se transfiere de un cuerpo a otro debido a la diferencia
de temperatura que existe entre ellos.
Diapositiva 3
Cuando dos sustancias que se encuentran a diferente temperatura
se ponen en contacto, el calor pasa desde la sustancia ms caliente
hacia la ms fra, hasta que ambas alcanzan la misma temperatura, es
decir, estn en equilibrio trmico. El equilibrio trmico depende
generalmente de tres factores: el tipo de sustancia, la cantidad
que se coloque de cada una de ellas y la temperatura que tena cada
sustancia antes de ponerse en contacto.
Diapositiva 4
Siendo el calor una forma de energa, que se transfiere de una
sustancia a otra en virtud de una diferencia de temperatura, se
puede determinar la cantidad de calor midiendo el cambio de
temperatura de una masa conocida que absorbe calor desde alguna
fuente. Segn el SI el calor se mide en julios, que es una unidad de
energa, no obstante, la calora es ms comnmente empleada en todo el
mundo. Unidades de cantidad de calor Fsico ingls James Prescot
Joule.
Diapositiva 5
Una calora se define como la cantidad de calor necesaria para
elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15,5, equivale
a 4,184 julios. Frecuentemente se emplea un mltiplo de la calora,
denominado kilocalora, que equivale a 1.000 caloras. Ejercicio Una
persona ingiere 248,40 Kcal en su dieta. Cuntos julios equivalen a
esa cantidad de energa? Sabiendo que 1 Kcal= 4184 J Haremos el
factor de conversin correspondiente y as obtendremos el valor de
esa energa en Julios, que es la unidad del sistema
internacional:
Diapositiva 6
Como medimos la temperatura? El termmetro es un capilar
terminado en un bulbo que contiene el lquido que se dilata; est
cubierto por un tubo externo que contiene la escala numrica. La
mayora de los materiales conocidos se expanden, es decir,
experimentan un aumento de volumen, cuando su temperatura aumenta,
y se contraen cuando esta disminuye. El termmetro es un instrumento
diseado para medir la temperatura valindose de la expansin y
contraccin de un lquido, que generalmente es mercurio.
Diapositiva 7
Escalas termomtricas Existen varias escalas de temperatura.
Para definir una escala se establecen arbitrariamente dos puntos de
referencia que indican los extremos de la escala. La distancia
entre estos puntos se divide entre un nmero definido de partes a
las que se llama grados. Entre las escalas mas importantes,
tenemos: 1.Escala Celsius o centgrada 2.Escala Kelvin o absoluta
3.Escala Fahrenheit 4.Escala Rankine
Diapositiva 8
Escala Celsius o centgrada (C) Denominada as en honor a su
inventor Anders Celsius, esta escala emplea como puntos de
referencia los puntos de congelacin y de ebullicin del agua,
asignando un valor de 0 al primero y de 100 al segundo. Debido a la
asignacin arbitraria del punto cero, en esta escala son posibles
las temperaturas negativas, correspondientes a valores por debajo
del punto de congelacin del agua.
Diapositiva 9
Escala Kelvin o absoluta (K) Con el fin de evitar el empleo de
valores negativos de temperatura, Lord Kelvin sugiri emplear como
punto de inicio de la escala un valor conocido como cero absoluto,
que corresponde a una temperatura de -273 C, en la cual la energa
cintica de las partculas es nfima y por lo tanto corresponde a la
temperatura ms baja que se puede lograr. El tamao de los grados en
las escalas Kelvin y Celsius es el mismo, lo cual facilita la
conversin de valores entre una y otra, como veremos ms
adelante.
Diapositiva 10
Escala Fahrenheit (F) Esta escala se emplea comnmente en los
Estados Unidos y se diferencia de las anteriores en que al punto de
congelacin del agua se le asigna un valor de 32 y al de ebullicin,
212. Esto quiere decir que la diferencia de temperatura entre los
dos puntos de referencia se compone de 180 partes o grados, en
lugar de 100, como en las escalas Celsius y Kelvin. De esta manera,
el tamao relativo de un grado centgrado o Kelvin es mayor que el de
un grado Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit
Diapositiva 11
Escala Rankine En esta escala el intervalo entre el punto de
congelacin y de ebullicin del agua es igual al intervalo que existe
entre estos puntos en la escala Fahrenheit. La diferencia est en
que el punto de congelacin del agua se marca como 492, mientras que
el punto de ebullicin se seala como 672; el cero absoluto de esta
escala corresponde al cero absoluto de la escala Kelvin. La escala
Rankine es muy empleada en el campo de la ingeniera. William John
Macquorn Rankine