TEMA 11

CALOR Y TEMPERATURA

Esta composición ha sido realizada en el I.E.S. Alhendín, pero está basada en las diapositivas creadas por el profesor:

D. José Luis Sánchez Guillén

Destinado en el I.E.S. Pando (Oviedo)

Observa la siguiente experiencia: Trata de dar una explicación de por qué ocurre.

Explicación: En los líquidos las partículas, átomos o moléculas, están juntas, debido a esto no podemos comprimirlos. En los gases están separadas y al aumentar la presión podemos juntarlas más.

agua

aire

Repasemos un poco lo que es la materia y que modelo usamos para su interpretación. Intenta ir adivinando la respuesta antes de ver su solución

Al presionar el líquido no se comprime Los gases si se comprimen

Energía térmica y Temperatura

La energía térmica es la suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo.

La temperatura es una manifestación macroscópica que depende de la media de las energías cinéticas de las partículas de un cuerpo.

Energía térmica= E1+E2+E3+…..EnTemperatura mide la Energía cinética media de las partículas de un cuerpo

¿Cuál es la diferencia que hay entre energía térmica y temperatura de un cuerpo?

Depende de la masa del cuerpo No depende de la masa del cuerpo

¿Qué es el cero absoluto de temperatura?

El cero absoluto de temperatura (0K) es la temperatura más baja que teóricamente se puede alcanzar. En el cero absoluto las partículas del cuerpo o sustancia están paradas. Esto es, no tienen energía cinética.

0K= -273ºC.

0º K --

Completa los cuadros con los cambios de estado correspondientes

LÍQUIDO

SÓLIDO

GAS

FUSIÓN CONDENSACIÓN

VAPORIZACIÓNSOLIDIFICACIÓN

SUBLIMACIÓN SUBLIMACIÓN REGRESIVA

¿Es posible alcanzar el cero absoluto de temperatura?

Esta temperatura es imposible de alcanzarla, pues el cuerpo o sustancia debería de estar totalmente aislado de cualquier fuente de calor, lo que no es posible.

Veamos los efectos del calor sobre la materia

Hagamos la siguiente experiencia: pulsar botón verde para calentar el aire del recipiente de cristal.

Conclusión: Los gases se dilatan con el calor.

Aire

¿Ocurre igual con los sólidos y líquidos?

Los sólidos también se dilatan al aumentar su temperatura

Experiencia: Se introduce vapor de agua por el interior de un tubo de hierro (pulsar tecla verde). Observa lo que sucede y responde a la pregunta anterior.

0

vapor

Indica el fundamento del termómetro basándote en la siguiente experiencia

Pulsar botón verde para calentar el agua coloreada del recipiente.

Esta experiencia funciona incluso con el calor de las manos.

Agua o alcohol coloreados.

Un termómetro, se basa en la dilatación y contracción de los líquidos al modificarse su temperatura. Ello les obliga a subir o bajar por una fina columna de vidrio (capilar) pudiéndose relacionar la altura alcanzada con una temperatura concreta. Todo lo que necesitamos es una escala junto a dicha columna.

Observa la siguiente experiencia

Se introduce en un recipiente con agua unas virutas de un material que se hunda en el agua pero que no sea muy pesado. Enciende el hornillo eléctrico pulsando el botón verde y espera un poco a ver lo qué sucede.

¿Puedes explicar este fenómeno?

¿Qué demuestra esta experiencia?

Los fluidos pueden propagar la energía térmica por el proceso de la convección. Se establecen corrientes ascendentes y descendentes que suponen el desplazamiento de materia, llevando consigo la energía de unos lugares a otros.

¿Ocurre este procedimiento en los sólidos? ¿por qué?

Si te has fijado los aparatos de calefacción se colocan abajo, mientras que los de aire acondicionado se ponen altos. Explica por qué.

Pulsa el botón verde y tendrás la explicación

Está basado en las corrientes de convección que se establecen en el interior del fluido. El aire frío ( más denso) desciende, mientras que el cálido sube. Ello consigue el efecto que perseguimos refrigerándose toda la habitación.

Continuando con lo anterior, los aparatos de calefacción se colocan abajo,

¿por qué?.Pulsa el botón verde y la comprobarás

Se trata de la misma respuesta, así conseguimos que la energía térmica se propague por toda la habitación caldeando todo el recinto

Aquí se pone de manifiesto otro mecanismo por el cual la energía térmica se propaga a través de la materia: la conducción. Ocurre en los sólidos y no supone el desplazamiento de materia. Son los choques entre partículas (que vibran cada vez más conformen aumentan su energía cinética) los que provocan la transferencia de energía entre ellas.

Hagamos la siguiente experiencia: calentaremos con un mechero (pulsar botón verde) una barra de hierro a la cual hay sujetas con cera unas puntas o unos clips. Observa lo que sucede e interpreta por qué ocurre esto.

Sentido de propagación de la energía por conducción

Las partículas aumentan su energía cinética

Partículas del sólido

Los choques de las moléculas rápidas con las lentas permiten el intercambio de energía térmica. En realidad se trata del mecanismo del trabajo, ya que las partículas se ejercen fuerza entre sí, al mismo tiempo que se desplazan.

Veamos a nivel microscópico cómo ocurre todo.