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Ideas esenciales
 

recuerda

 

• Para que se produzcan cambios sobre los sistemas es preciso que se ponga en juego cierta cantidad de energía. Mientras mayores sean los cambios producidos, mayor es la cantidad de energía que se ha puesto en juego.

• La energía la poseen los cuerpos como un todo, o las partículas que lo componen (energía interna)
• La energía se manifiesta en tres formas fundamentales: energía cinética, energía potencial o "almacenada" y energía radiante.
• La energía puede transmitirse de unos cuerpos a otros, o de una parte del cuerpo a otra parte, pero siempre se conserva.
• El trabajo mecánico es el proceso mediante el cual se transmite y transforma la energía mediante la aplicación de fuerzas.

 



Existen tres vías fundamentales mediante las cuales se transmite la energía de unos cuerpos o sistemas, a otros. Esos procesos son los mismos que permiten que la energía se transforme de un tipo en otra. Estas son: trabajo mecánico, calentamiento o calor y radiación. Ya estudiaste que el trabajo mecánico. Otro agente productor de cambios conocido, es el calor. Provoca cambios en la temperatura, cambios de estado. También se emplea para cocinar los alimentos, entre otras aplicaciones.

 




calentamiento_calorLos fenómenos relacionados con el calor han interesado a la humanidad desde tiempos muy remotos. Basta pensar en la repercusión que tuvo para el desarrollo de la humanidad el control y manejo del fuego en los hombres primitivos, lo utilizaban para cocinar los alimentos, para fundir los metales y construir instrumentos; posteriormente se utilizó el fuego para realizar trabajo con ayuda de las máquinas de vapor y las turbinas de vapor. Pero no fue hasta el siglo XVII cuando se produjeron notables avances científicos en este campo, gracias a la invención de instrumentos de medidas, como el termómetro, y la introducción de magnitudes que permitieron un estudio más sistemático y cuantitativo de los fenómenos térmicos.

 
 
 
 
 

¿A qué llamamos calentamiento o calor?
cuadro_calientamiento
 
 
El calentamiento conduce, en general, a un aumento de la energía interna de los cuerpos. Es un modo de variar este tipo de energía en los cuerpos, sin aplicar fuerzas sobre ellos.
 
 
relacion_energia_movLa energía interna de un cuerpo no depende ni del movimiento de este, ni de su posición con relación a otros cuerpos. Este tipo de energía está relacionada con la energía del movimiento y de interacción de las partículas que constituyen al cuerpo. La energía interna de un cuerpo no es constante: en un mismo cuerpo ella puede variar.
El movimiento caótico de las partículas que componen a los cuerpos recibe el nombre de movimiento térmico. Los fenómenos térmicos son una manifestación del constante movimiento de las partículas. Mientras mayor es la temperatura de un cuerpo mayor es la velocidad de las partículas que lo componen.


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ollaAl elevar la temperatura del cuerpo, la energía interna de este crece, ya que aumenta la velocidad media y por lo tanto la energía cinética (de movimiento) de las partículas que componen tanto a la olla como a su contenido.







Cuando ponemos en contacto dos cuerpos que tienen diferentes temperaturas, la temperatura de uno disminuye – lo cual significa que sus partículas se mueven más lentamente que antes- y las del otro aumenta, lo que indica que sus partículas se mueven más rápidamente que antes. Por tal motivo podemos suponer que lo que se transmite durante el calentamiento, es el movimiento de las partículas.

De lo anterior podemos concluir que: la energía interna varía al cambiar la velocidad de las partículas que constituyen a los cuerpos.

La invención del termómetro constituyó uno de los detonantes para el desarrollo de las investigaciones relacionadas con los fenómenos térmicos. Este instrumento lo utilizas con frecuencia en tu vida cotidiana y también se emplea en cualquier proceso donde se requiera conocer los valores de temperatura. Los termómetros suelen presentarse con escalas diferentes, donde los valores de temperatura están expresados en distintas unidades de medida. Las más comunes utilizadas al estudiar los fenómenos térmicos son: Kelvin, Celsius y Fahrenheit
En la figura se muestra comparativamente estas escalas de temperatura.

 
 
escalas_temperaturacopia
 

¿Cómo se propaga el calor?
 

transferencia_calor


El calor puede transferirse (pasar de un cuerpo a otro o de una parte a otra de un mismo cuerpo) de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes, formando corrientes convectivas, es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el cual el fuego calienta la habitación.

¿Cómo calcular la cantidad de calor suministrada a un cuerpo para elevar su temperatura?
 
ecuacion_energiaEsta ecuación nos permite evaluar la energía transmitida a un cuerpo cuando solo varía su temperatura.
Donde "c" es un coeficiente, el cual depende del material llamado calor específico, "m" la masa del cuerpo y "?T" es la variación de temperatura que experimenta el cuerpo. La "Q" representa la magnitud cantidad de calor
 
 






Bibliografía

Colectivo de autores. Enseñanza de la física elemental. Ed. Pueblo y Educación. 2002

Microsoft Encarta. DVD. 2006

Colectivo de autores. Ahorro de Energía y Respeto Ambiental; bases para un futuro sostenible.