1. U de G| EPRA | TICs II
Proyecto Personal de Investigación Documental.
Nombre del Kenia Rubicelia González Jiménez
estudiante:
Nombre del Fecha de
Investigación Documental envió
20/ Abril/ 2011
proyecto
Competencia Aprender a dominar la herramienta de investigación documental, utilizar la tabla de
particular cotejo y rúbrica, con la que me apoyare para elaborar mi propio proyecto personal.
Nombre de la Materia: Física II
Nombre del profesor: Juan José Ramírez Aguayo
Tema: La Energía térmica
Modulo:1
Página de la guía en la que se encuentra el proyecto: 17
Reto: Explicar y abordar claramente los conceptos y procesos del tema de la energía térmica.
Meta: Hacer comprender fácilmente el tema, con un método de estudio eficaz.
Duración: 3 semanas
Periodo: Del 8 al 26 de Febrero del 2010.
Tiempo estimado: 15 hrs. Inicio: Termino:
100 puntos. (Si esta todo completo y de acuerdo a todos los requisitos de la tabla de
Valor: cotejo y de la rúbrica respectiva. Además de escribir con honestidad y puntualidad)
El llenado del formato se hará con letra arial tamaño 11, en color negro normal y al
menos completando con 15 paginas como minimo. Justificando el texto y aliniando las
Nota: imágenes. Trabajos se sean iguales o parecidos al de algún compañero serán
automáticamente anulados los dos.
Desarrollo:
Facilitadores: Mtro. J. Jesús Rafael Aguilar Vélez
Lic. Sergio Iván Solano Zepeda

2. U de G| EPRA | Unidad de TICs
Proyecto personal de investigación Documental
UNIVERSIDAD de
Escuela Preparatoria Regional
Ameca
Profesor: Juan José Ramírez Aguayo
Profesión: Ingeniero químico
Materia: Física II
Tema: La energía térmica
Estudiante: Kenia Rubicelia González Jiménez
Grado y Grupo: 2º B Turno: Matutino
Ameca Jalisco, a 20 de Abril de 2011
Facilitadores: Mtro. J. Jesús Rafael Aguilar Vélez
Lic. Sergio Iván Solano Zepeda

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Índice
Objetivo General 3
Introducción 3
Justificación 4
Energía térmica 5
Calor 5
-Transmisión del calor 6-8
-Unidades de medida del calor 8
-Medida experimental del calor 8-10
-Calor específico 10-12
-Historia 12
Temperatura 12
-Unidades de temperatura 12- 13
-Termómetros 14- 15
-Sensación térmica 16
-Relación entre temperatura y calor 17
Conclusión 18
Resumen 19
Opinión 20
Referencias bibliográficas 21
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Lic. Sergio Iván Solano Zepeda

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• ENERGÍA TÉRMICA
Objetivo General
Es importante ampliar nuestros conocimientos sobre el calor y la temperatura, para ello se quiere
explicar detalladamente los conceptos relacionados, las características y los procesos que
forman parte de estos temas. Descubrir y aprender cosas tan básicas que no son ni difíciles ni
aburridas entender, así como saber relacionarlos y distinguirlos de todas las actividades o
situaciones de nuestra vida cotidiana. Principalmente llevar a cabo un trabajo que sea entendible
y entretenido para el interés del lector y que queden claros todos los subtemas que a
continuación se presentarán.
Introducción
Desde la antigüedad, el ser humano ha tenido la necesidad de proteger su cuerpo del frío
utilizando pieles de animales con que cubrirse y evitar congelarse, sin pensar, que con ese
mecanismo hace que aísle a su cuerpo de las bajas temperaturas del ambiente. Eso hoy en día
es una de las formas que practicamos todas las personas diariamente para sentirnos en buenas
condiciones. Así como calentar la comida dentro de un sartén poniéndola al fuego para que sepa
rica o prender el boiler cuando hace frío para que el agua este calientita y muy agusto. En fin hay
muchas situaciones que se pueden mencionar para referirnos al calor, la temperatura y energía
térmica.
Ahora que sabemos que estos temas van fuertemente ligados y forman parte cotidiana de la vida
moderna, tenemos que tomar en cuenta que también se hablan de ellos en diferentes medios de
comunicación, cuando se transmite información relacionada con el estado del tiempo, las
mareas, el clima, etc. Como público que somos y más aún observadores críticos, apreciamos
que estos conceptos se manifiestan y se muestran con imágenes e ilustraciones no muy claras,
es decir no se le da tanto valor a los auténticos significados que la investigación científica ha
logrado para estos temas, en química, física, termodinámica y otras ciencias.
El calor y la temperatura, como otros fenómenos físicos han desconcertado desde hace mucho
tiempo a algunos pensadores. Es decir básicamente preguntar ¿qué es?, ¿cómo actúa? Etc.
Para darnos una idea, el calor es una energía en tránsito, siempre fluye de una zona de mayor
temperatura a una zona de menor temperatura con la que eleva la temperatura de la segunda y
reduce la de la primera hasta quedar en equilibrio. Sin embargo hay tres formas en las que se
puede transferir el calor, por conducción en metales, por convección en líquidos y gases y por
radiación con los rayos solares. Además que como otros conceptos de física tienen su unidad de
medida, el calor tiene el suyo, el julio.
Por otra parte la temperatura se conoce como el grado de energía interior de un cuerpo, y
podemos conocer la temperatura de algún cuerpo utilizando instrumentos especiales para cada
necesidad, es decir los termómetros, más adelante aprenderemos para que nos sirven los
diferentes tipos de termómetros. Al igual, conoceremos sobre cada una de las escalas para
medir la temperatura que son los grados Celsius, Fahrenheit y Kelvin estos basados en unas
medidas que indican el punto de fusión y ebullición y algunas de sus formulas.
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Justificación
Estos temas son de suma importancia porque dependemos totalmente de ellos. El calor es parte
de nuestra vida diaria, partiendo desde la temperatura de nuestro cuerpo, hasta los fenómenos
de la naturaleza que suceden día a día. Por ello estudiar sus conceptos y todos los procesos que
se involucran para generarlos son importantes para tener una explicación concreta de lo que
pasa a nuestro alrededor y saber responder por qué suceden esos fenómenos. Tal vez hemos
sentido ‘calor’, hablamos de sensaciones, pero no nos hemos adentrado en el tema ni siquiera
para medir la cantidad de calor que contiene un cuerpo, ni expresar la temperatura. No es algo
del otro mundo es algo fácil si se le echa ganas saber más de ello.
El calor es una fuente indispensable para la vida, necesitamos conocer un poco acerca de las
distintas formas en la que se manifiesta para comprender mejor las transformaciones físicas y
biológicas que tienen lugar en nuestro planeta. Este es uno de los tantos fenómenos que tiene
un equilibrio tanto en el interior de los cuerpos como con el exterior o el medio ambiente.
No hay mejor cosa que aprender y más si se trata de las cosas que suceden en el mundo entero.
Hay que darnos la oportunidad de abrirnos al mundo de la información y enriquecernos de esos
conocimientos que son necesarios y fundamentales para darnos cuenta que todo tiene un
proceso. Se ocupa identificar la importancia de estos conceptos y el impacto o la forma en que
se relacionan con nosotros.
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Contenido
ENERGÍA TÉRMICA
La energía térmica es la energía liberada en
forma de calor, obtenida de la naturaleza. Y se
debe al movimiento de las partículas que
constituyen la materia.
Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos
energía térmica que otro que esté a mayor
temperatura. Cuando dos cuerpos a diferentes
temperaturas se ponen en contacto, el
caliente comunica energía al frío; el tipo de
energía que se cede de un cuerpo a otro
como consecuencia de una diferencia de
temperaturas, es precisamente la energía
térmica.
La energía se manifiesta de muchas formas en la
vida cotidiana, y el calor es una de las formas
más importantes para nuestro bienestar y para
subsistir un ejemplo claro es acondicionar la
temperatura de nuestra casa cuando hace frío.
EL CALOR
El calor, es la energía que se transmite de un
cuerpo a otro o diferentes zonas de un mismo
cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.
Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor
temperatura (el más caliente) hacia el cuerpo de
menor temperatura (el más frío), ocurriendo la
transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se
encuentren en equilibrio térmico.
Cuando dos sistemas entran en contacto, las
partículas con mayor energía cinética transfieren,
mediante choques, parte de su energía a las
restantes partículas, de manera que al final la
energía cinética media de todo el conjunto es la
misma.
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Transmisión del calor
El calor puede ser transmitido de tres formas distintas: por conducción, por convección o por
radiación.
Conducción
Mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto
directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de
un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
En la superficie de contacto de los dos objetos las moléculas
del objeto que tiene mayor temperatura, que se mueven más
deprisa, colisionan con las del objeto que está a menor
temperatura, que se mueven más despacio. A medida que
colisionan, las moléculas rápidas ceden parte de su energía a
las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas
contiguas. Este proceso continúa hasta que la energía se
extiende a todas las moléculas del objeto que estaba
inicialmente a menor temperatura. Finalmente alcanzan todas,
la misma energía cinética y en consecuencia la misma
temperatura. Ejemplo, cuchara metálica en una taza de té.
Las sustancias tienen distinta conductividad térmica, existiendo materiales conductores
térmicos y aislantes térmicos.
Conductores térmicos: Son aquéllas substancias que
transmiten rápidamente la energía térmica de un punto a
otro. Es una propiedad intrínseca de los materiales que
valora la capacidad de conducir el calor a través de ellos. El
valor de la conductividad varía en función de la temperatura
a la que se encuentra la substancia, por lo que suelen
hacerse las mediciones a 300 K con el objeto de poder
comparar unos elementos con otros. Por ejemplo, los
metales como el cobre, aluminio, latón, hierro etc.
Aislantes térmicos: Establece una barrera al paso del calor
entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en
temperatura, impidiendo que entre o salga calor del sistema
que nos interesa (como una vivienda o una nevera).
Ejemplos: Vidrio, hielo, ladrillo rojo, madera, corcho, etc.
Suelen ser materiales porosos o fibrosos que contienen aire
en su interior.
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Convección
Sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica
movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una
temperatura, a regiones que están a otra temperatura. El transporte
de calor está inseparablemente ligado al movimiento del propio medio.
Ejemplo: los calefactores dentro de la casa.
Al calentar, por ejemplo, agua en un recipiente, la parte del fondo se
calienta antes, se hace menos denso y sube, bajando el agua de la
superficie que está más fría y así se genera un proceso cíclico. En la
convección se transmite energía térmica mediante el transporte de
materia.
Radiación
Es el proceso por el cual se transmite energía a través de
ondas electromagnéticas. Implica doble transformación de la
energía para llegar al cuerpo al que se va a propagar:
primero de energía térmica a radiante y luego viceversa. Por
ejemplo, la Tierra recibe energía radiante procedente del
Sol, gracias a la cual la temperatura del planeta resulta
idónea para la vida.
Todos los cuerpos radian energía en función de su temperatura. Cuanto mayor sea la
temperatura, mayor será la energía de la radiación que emiten.
Las radiaciones se clasifican, de menor a mayor energía en:
Todos los cuerpos absorben radiación, pero también reflejan parte de ella. Los cuerpos que
absorben las radiaciones, pero reflejan muy pocas, se perciben como oscuros o negros (si no
reflejan ninguna). Por el contrario, los cuerpos que reflejan las radiaciones y absorben muy
pocas, se perciben como claros o blancos (si las reflejan todas).
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Características:
 La conducción pura se presenta sólo en materiales sólidos.
 La convección siempre está acompañada de la conducción, debido al contacto directo
entre partículas de distinta temperatura en un líquido o gas en movimiento.
 En el caso de la conducción, la temperatura de calentamiento depende del tipo de
material, de la sección del cuerpo y del largo del cuerpo. Esto explica por qué algunos
cuerpos se calientan más rápido que otros a pesar de tener exactamente la misma forma,
y que se les entregue la misma cantidad de calor.
Unidades de medida del calor
El calor se mide en unidades de energía. Por tanto, en el Sistema Internacional su unidad es el
joule o julio (J). Sin embargo, la unidad tradicional para medir el calor es la caloría (cal).
Caloría: es la unidad de energía necesaria para elevar 1º C la temperatura de un gramo de
agua.
Joule: la energía cinética de un cuerpo con una masa de 2 kilogramos que se mueve con
rapidez un metro por segundo en el vacío.
BTU: es una medida para el calor muy usada en Estados Unidos y en muchos otros países de
América. Es la cantidad de energía que se requiere para elevar un 1º F a la temperatura de una
libra de H20
Equivalencias
1 cal= 4.2 J ó 1 J = 0,24 cal BTU= 252.2 cal
1 Kcal= 1000 cal BTU= 1,055 J
Medida experimental del calor
Para determinar, de manera directa, el calor que se pone de manifiesto en un proceso de
laboratorio, se suele emplear un calorímetro. En esencia, se trata de un recipiente que contiene
el líquido en el que se va a estudiar la variación de energía por transferencia de calor y cuyas
paredes y tapa deben aislarlo, al máximo, del exterior.
No sólo el líquido contenido en el calorímetro absorbe calor, también lo absorben las paredes del
calorímetro. Lo mismo sucede cuando pierde calor. Esta intervención del calorímetro en el
proceso se representa por su equivalente en agua. La presencia de esas paredes, no ideales,
equivale a añadir al líquido que contiene, los gramos de agua que asignamos a la influencia del
calorímetro y que llamamos "equivalente en agua". El "equivalente en agua" viene a ser "la
cantidad de agua que absorbe o desprende el mismo calor que el calorímetro".
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Un termo de paredes dobles de vidrio, cuyas superficies han sido previamente metalizadas por
deposición y que presenta un espacio vacío entre ellas. En la tapa aislante suele haber un par de
orificios para introducir un termómetro con el que se evaluaría el incremento (o decremento) de
la temperatura interior del líquido, y un agitador para tratar de alcanzar el equilibrio térmico en su
interior lo más rápido posible.
• El calor dilata los cuerpos: todos los cuerpos, cuando se calientan, aumentan de volumen;
• El calor hace variar la temperatura.
• Al aplicarle calor a una sustancia, se modifican los estados de la materia, (mientras que se
produce el cambio de estado no aumenta la temperatura del cuerpo). El
estado de agregación que adopta una sustancia depende de la presión y de la temperatura.
Al hallarse tres formas o estados de agregación: sólido, líquido y gas en la materia,
necesariamente han de existir dos puntos en los que el tipo de movimiento cambie.
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A estos procesos se les conoce como cambios de fase. Los posibles cambios de fase son:
1 - De estado sólido a líquido, llamado fusión,
2 - De estado líquido a sólido, llamado solidificación,
3 - De estado líquido a gaseoso, llamado evaporación o vaporización,
4 - De estado gaseoso a líquido, llamado condensación,
5 - De estado sólido a gaseoso, llamado sublimación progresiva,
6 - De estado gaseoso a sólido, llamado sublimación regresiva o deposición,
7 - De estado gaseoso a plasma, llamado ionización.
1 2 3 4 5 6
Leyes de cambios
a) A presión constante, temperaturas a las cuales se producen los cambios sólido- líquido
(punto de fusión) y líquido- gas (punto de ebullición).
b) A presión constante, mientras se esté produciendo el cambio de estado de una sustancia,
su temperatura permanece constante.
Propiedades
La masa de la materia no cambia con el estado de agregación (si se vierte agua en un vaso o
cuando se hiela, pasara exactamente lo mismo).
El volumen, en los sólidos y líquidos no puede cambiar, ya que se dice que el espacio que dejan
las partículas es muy pequeño y son incomprensibles. En los gases hay grandes espacios entre
las partículas y puede variar el volumen.
La forma, en los sólidos es constante porque las partículas están en posiciones fijas, y no se
pueden trasladar. En gases y líquidos las partículas pueden trasladarse y ocupar distintas
posiciones.
La dureza, es la resistencia que oponen los sólidos a ser rayados. Ejemplo el diamante y el hielo
son duros y la cera es blanda.
La tenacidad, es la resistencia que oponen los sólidos a cambiar de forma o romperse.
La fluidez, es la capacidad que posee la materia para moverse a través de pequeños orificios o
tuberías. Los líquidos pueden ser fluidos (agua) o viscosos, los gases tienen una fluidez elevada.
La difusión, es la capacidad que posee para mezclarse entre sí.
Calor específico
El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un gramo de
materia. El concepto de capacidad calorífica es análogo al anterior pero para una masa de un
mol de sustancia (en este caso es necesario conocer la estructura química de la misma).
El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se
proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:
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Donde:
• Q es el calor aportado al sistema.
• m es la masa del sistema.
• c es el calor específico del sistema.
• ΔT es el incremento de temperatura que experimenta el sistema.
Las unidades más habituales de calor específico son:
[c] = [c] =
El calor específico de un material depende de su temperatura; pero, en muchos procesos termodinámicos
su variación es pequeña que puede considerarse que el calor específico es constante.
De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor específico del agua
es aproximadamente:
=
Calor específico molar
El calor específico de una sustancia es un índice importante de su constitución molecular
interna, y a menudo da información valiosa de los detalles de su ordenación molecular y
de las fuerzas intermoleculares. En este sentido, con frecuencia es muy útil hablar de
calor específico molar denotado por cm, y definido como la cantidad de energía necesaria
para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en 1 grado es decir, está definida
por:
Donde n indica la cantidad de moles en la sustancia presente.
Capacidad calorífica
La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor
dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo
el suministro de calor. Se denota por C y se define como:
C=
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Dado que:
Historia
Benjamín Thompson y James Prescott Joule establecieron que el trabajo podía convertirse en
calor o en un incremento de la energía térmica determinando que, simplemente, era otra forma
de la energía.
TEMPERATURA
La temperatura es una cualidad del calor que se puede considerar como el nivel que éste
alcanza en los cuerpos. La temperatura de un cuerpo indica en qué dirección se desplaza el
calor al ponerse en contacto con otro, el cuerpo que está a mayor temperatura transfiere calor al
que está a menor.
Características: Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo
general, un objeto más "caliente" que otro puede considerarse que tiene una temperatura mayor,
y si es frío, se considera que tiene una temperatura menor. Es la energía asociada a los
movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido de traslaciones, rotacional, o en
forma de vibraciones.
La temperatura es una propiedad intensiva, es decir que no depende del tamaño del sistema,
sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del
material del que este compuesto.
Unidades de temperatura
Las escalas de medición de la temperatura se dividen fundamentalmente en dos tipos, las
relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar la temperatura en cualquier escala de
medición, no tienen un nivel máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto. Mientras que las
escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las relativas tienen otras formas de definirse. A
continuación, las escalas más importantes:
Relativas
Grado Celsius (°C). Para establecer una base de medida de la temperatura, se utilizaron los
puntos de fusión y ebullición del agua. Se considera que una mezcla de hielo y agua que se
encuentra en equilibrio con aire saturado a 1 atm está en el punto de fusión. Una mezcla de
agua y vapor de agua (sin aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en el
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punto de ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos dos puntos
en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C, ahora llamado grado Celsius.
Punto de fusión del hielo es de 0oC y 100ºC al punto de ebullición.
Grado Fahrenheit (°F). Toma divisiones entre el punto de congelación de una disolución de
cloruro amónico (a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la
que le asigna valor 100). Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; las
temperaturas de congelación y ebullición del agua al nivel del mar, son 32 y 212 oF.
Absolutas
Kelvin (k). La escala Kelvin es parte del cero absoluto y define la magnitud de sus unidades.
Según esta escala las temperaturas de congelación y ebullición del agua son 273 y 373 K.
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El cero kelvin es el límite inferior en la temperatura que un cuerpo pueda alcanzar. Se le llama el
cero absoluto. Esta temperatura nunca se ha alcanzado.
Formulas para la conversión de
temperaturas
o
De grados Celsius a grados Fahrenheit F= 1.8 (oC)+32
o
De grados Fahrenheit a Celsius C= oF-32/1.8
De grados Celsius a grados Kelvin K= oC+ 273
o
De grados Kelvin a grados Celsius C= K- 273
o
De grados Kelvin a grados Fahrenheit F=1.8 (K)- 459.4
De grados Fahrenheit a grados Kelvin K=oF+ 459.4/1.8
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Termómetros El termómetro es un instrumento que se usa para medir la temperatura.
Su presentación más común es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con mercurio, que se
expande o dilata debidos a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el
termómetro cuenta con una escala debidamente graduada que la relaciona con el volumen que
ocupa el mercurio en el tubo. Las presentaciones más modernas son de tipo digital, aunque el
mecanismo interno suele ser el mismo.
Tipos de termómetros
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Termómetro de mercurio: es un tubo de vidrio sellado que contiene un líquido, generalmente
mercurio o alcohol coloreado, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme.
Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El termómetro de mercurio fue
inventado por Fahrenheit en el año 1714.
Termómetro digital: un circuito electrónico toma la temperatura y la información se envía a un
microchip que la procesa y la muestra en una pantalla digital numéricamente. Suelen ser muy
comunes para aplicaciones muy diversas en el hogar, medicina, industria... al ser económicos,
rápidos, precisos y fáciles de usar.
Pirómetros: se trata de lo último en termómetros y la medición de la temperatura se basa en la
radiación de calor que desprenden los objetos (cada objeto tiene una emisividad concreta)
cuando se calientan. Se denominan también termómetros infrarrojos y se utilizan, entre otras
cosas, para medir temperaturas elevadas o de objetos en movimiento o que estén a distancia. La
gran ventaja de este tipo de termómetros es que no requieren tocar el objeto y se puede conocer
al instante la temperatura en la pantalla digital.
El termómetro de bulbo húmedo, para medir el influjo de la humedad en la sensación térmica.
Junto con un termómetro ordinario forma un psicrómetro, que sirve para medir humedad relativa,
tensión de vapor y punto de rocío. Se llama de bulbo húmedo porque de su bulbo o depósito
parte una muselina de algodón que lo comunica con un depósito de agua. Este depósito se
coloca al lado y más bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad está continuamente mojado.
Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de coeficientes de
dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente más alto en el interior.
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Termómetro de gas: Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de
termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros
termómetros.
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Termómetro de resistencia: Los termómetros de resistencia basan la toma de temperatura en
un alambre de platino integrado dentro del termómetro. Este alambre va ligado a una resistencia
eléctrica que cambia en función de la temperatura. Es un termómetro que es muy lento en la
toma de temperatura, pero preciso. Se suele usar para tomar la temperatura del exterior.
Termopar: Se trata de termómetros que miden la temperatura a partir de una resistencia
eléctrica que produce un voltaje el cual varía en función de la temperatura de conexión. Es un
termómetro de toma la temperatura de forma rápida y se suelen usar en laboratorios.
Termómetro de globo, para medir la temperatura radiante. Consiste en un termómetro de
mercurio que tiene el bulbo dentro de una esfera de metal hueca, pintada de negro de humo. La
esfera absorbe radiación de los objetos del entorno más calientes que el aire y emite radiación
hacia los más fríos, dando como resultado una medición que tiene en cuenta la radiación. Se
utiliza para comprobar las condiciones de comodidad de las personas.
El termómetro de máxima y el termómetro de mínima son utilizados en meteorología, y para
saber la temperatura más alta y la más baja del día.
Teoría cinética, a medida que aumenta la velocidad de las partículas, la temperatura de la
sustancia también lo hace. Al igual la presión lo hace al choque de las partículas con las paredes
del recipiente que contiene al gas.
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Sensación térmica
Es importante destacar que la sensación térmica es algo distinto de la temperatura tal
como se define en termodinámica. La sensación térmica es el resultado de la forma en
que la piel percibe la temperatura de los objetos y/o de su entorno, la cual no refleja
fielmente la temperatura real de dichos objetos y/o entorno. La sensación térmica es un
poco compleja de medir por distintos motivos:
• El cuerpo humano mide la temperatura a pesar de que su propia temperatura se mantiene
aproximadamente constante (alrededor de 37 °C). Por lo tanto, no alcanza el equilibrio
térmico con el ambiente o con los objetos que toca.
• Las variaciones de calor que se producen en el cuerpo humano generan una diferencia en
la sensación térmica, desviándola del valor real de la temperatura. Como resultado, se
producen sensaciones de temperatura exageradamente altas o bajas.
Entonces el valor cuantitativo de la sensación térmica está dado principalmente por la gradiente
de temperatura que se da entre el objeto y la parte del cuerpo que está en contacto directo y/o
indirecto con dicho objeto (que está en función de la temperatura inicial, área de contacto,
densidad de los cuerpos, coeficientes termodinámicos de transferencia por conducción, radiación
y convección, etc.). Sin embargo, existen otras técnicas mucho más sencillas que intentan
simular la medida de sensación térmica en diferentes condiciones mediante un termómetro:
Temperatura seca
Temperatura del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese
ambiente concreto, y de los efectos de la humedad relativa y de los movimientos de aire. Se
puede obtener con el termómetro de mercurio, respecto a cuyo bulbo, reflectante y de color
blanco brillante, se puede suponer razonablemente que no absorbe radiación.
Temperatura radiante
Tiene en cuenta el calor emitido por radiación de los elementos del entorno.
Se toma con un termómetro de bulbo, que tiene el depósito de mercurio encerrado en una esfera
o bulbo metálico de color negro, para asemejarlo lo más posible a un cuerpo negro y así
absorber la máxima radiación. Las medidas se pueden tomar bajo el sol o bajo sombra. En el
primer caso se tendrá en cuenta la radiación solar, y se dará una temperatura bastante más
elevada.
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Temperatura húmeda
Es la temperatura que da un termómetro bajo sombra, con el bulbo envuelto en una mecha de
algodón húmedo bajo una corriente de aire. La corriente de aire se produce mediante un
pequeño ventilador o poniendo el termómetro en un molinete y haciéndolo girar. Al evaporarse el
agua, absorbe calor rebajando la temperatura, efecto que reflejará el termómetro. Cuanto menor
sea la humedad relativa del ambiente, más rápidamente se evaporará el agua que empapa el
paño. Este tipo de medición se utiliza para saber la temperatura del punto de rocío.
Temperatura seca Temperatura radiante Temperatura húmeda
FLUJO DE CALOR ENTRE DOS GASES
Dos gases idénticos a temperaturas diferentes están separados por una barrera aislante. El gas
más caliente contiene moléculas con mayor energía cinética media que las moléculas del gas
más frío. Cuando se juntan los gases, la mezcla alcanza una temperatura de equilibrio situada
entre las dos temperaturas iníciales. El calor fluye del gas más caliente al más frío hasta que la
energía cinética media de sus respectivas moléculas se iguala.
Relación entre temperatura y calor
La relación es que la temperatura mide la concentración de energía o de velocidad promedio de
las partículas y el calor la energía térmica en tránsito.
La temperatura es independiente de la cantidad de sustancia, el calor en cambio depende de la
masa, de la temperatura y del tipo de sustancia.
El calor y la temperatura están relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes. La
temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.
El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la
temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye.
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Conclusión
En conclusión mis objetivos sobre estos temas se han cumplido y he ampliado mis
conocimientos sobre el calor y la temperatura. He aprendido cosas tan fáciles de entender que
aunque creía que la física era aburrida y estos temas también lo eran, ahora comprendo que el
calor tiene un proceso por el cual, dos cuerpos que siempre van a estar a distintas temperaturas
y si se ponen en contacto el caliente transfiere energía al frío hasta que ambos cuerpos tengan
la misma temperatura. Para ello existen algunos medios que favorecen o evitan la transferencia
de la energía. Desde mucho tiempo el ser humano se las ha ideado para evitar las altas
temperaturas del sol, fabricando el aire acondicionador con el que podemos sentirnos bien o por
otro lado usar un calefactor con el que se pueda tener una casa muy calientita y cómoda, libre
del frío.
Otro ejemplo es que si introducimos agua o café caliente a un termo, este mantendrá al líquido
caliente, conservándolo el tiempo necesario para consumirlo. Muchas veces el sol que llega
hasta nuestras casas, en los tiempos de calor puede mantener un boiler lo suficientemente
caliente como para que una persona pueda darse un baño. O el simple hecho de que con una
estufa calentando una olla esta pueda dejar la comida bien preparada como para comérnosla.
Ahora puedo relacionar las formas de transferencia del calor con algunas actividades que realizo
a lo largo de un día, distingo que la conducción se lleva a cabo en metales (como con una
cuchara dentro de una taza de té caliente), la convección en líquidos y gases y la radiación en
los rayos solares.
Que si queremos saber que tan caliente o frío se encuentra un cuerpo, para darnos una idea de
la temperatura del agua, de una persona, un objeto o el clima, solo es necesario usar un
termómetro que sea el adecuado para la necesidad de la persona. Esto también es parte del día
a día, además de que es importante porque con que otra forma sabremos cuál es la temperatura
de algo. No sólo con las sensaciones se sabe que tanto es la cantidad acertada, el cuerpo es un
mal medidor y uno se puede equivocar, no es lo mismo que un hombre de 35 años sienta calor a
un niño de 10 años que tal vez tenga frío. No todas las personas sentimos lo mismo.
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Resumen
El calor, a través de los tiempos, es uno de los principales motores del universo, y una de las
más importantes para nuestro bienestar.
El calor es la transferencia de energía de un objeto a otro hasta que ambos alcancen la misma
temperatura. La temperatura es la magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío.
El equilibrio térmico es una situación en la que dos objetos en contacto térmico dejan de
intercambiar energía por el proceso de calor ya que los dos alcanzaron la misma temperatura.
Los termómetros son instrumentos que se usan para medir temperaturas, todos están basados
en el principio de que alguna propiedad física de un sistema cambia conforme cambia la
temperatura del sistema; algunas de esas propiedades son: el volumen de un líquido, la longitud
de un sólido, la presión de un gas, la resistencia eléctrica de un conductor, entre otras. La
energía interna es toda aquella energía de un sistema que está asociada con sus componentes
microscópicos (átomos y moléculas) y que se relaciona con la temperatura de un objeto. Cuando
se calienta una sustancia, se le está transfiriendo energía al ponerla en contacto con un
ambiente de mayor temperatura, el término calor se usa así para representar la cantidad de
energía transferida. Es importante comprender la relación a la cual la energía se transfiere y los
mecanismos responsables de la transferencia. Se conocen tres mecanismos de transferencia de
energía; el proceso de transferencia de energía que está más claramente asociado con una
diferencia de temperatura es la conducción térmica.
Otro mecanismo es por convección, se ve cuando la transferencia es por el movimiento del
medio que puede ser aire o agua y el movimiento es por cambios en la densidad. La tercera
forma de transferir energía es radiación. Todos los objetos radian energía continuamente, un
cuerpo que está más caliente que sus alrededores radia más energía de la que absorbe, en
tanto que un cuerpo que está más frío que su alrededor absorbe más energía de la que radia.
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Opinión
Muchas personas cometemos el error de hablar sin pensar o saber lo que decimos o nos
queremos referir a algo pero resulta que damos a entender otras cosas, tenemos que dejar esa
ignorancia aún lado, no sería bueno informarnos para saber que quieren decir las palabras que
usamos diariamente y poder explicarlo coherentemente.
Sería bueno que hoy en día se mostraran al público algunos documentales mediante la televisión
en vez de perder el tiempo viendo novelas, programas de revista o caricaturas, que no nos
ayudan en nada; ¿Por qué? desde pequeños no se inculca el interés por estos temas. Que
increíble sería ver una sociedad donde la gente tenga conocimientos y esté preparada, que
cuando algunos medios de comunicación salgan a preguntar a la gente si saben algo sobre
estos conceptos, la gente fácilmente responda sin contestar bobadas como que el calor es lo
que se siente o se percibe en el ambiente como caluroso, sofocado o frío. O contestar que la
temperatura mide el estado del tiempo en un ambiente o lo que se mide en las personas cuando
tienen fiebre entre otras cosas. Tal vez coincida pero hay que saber lo que decimos.
No hay que quebrarnos la cabeza, muchos científicos han facilitado que ahora tengamos al
alcance la información necesaria para saber porque ocurren las cosas. Sólo es cuestión de darle
importancia a esos temas, por ejemplo, a mí estos temas del calor y la temperatura me parecían
aburridos, así como la física y la química, pero por estos proyectos en los que investigue
detalladamente comencé a aprender poco a poco y más porque comencé a relacionarlos
conmigo misma, es como cuando un niño de 4 o 5 años aprende matemáticas cantando los
números o jugando con los números. Cuando vi sus significados dije, mira lo que explica allí es
como cuando enciendo el calentador o cuando caliento la comida, así de fácil, la única diferencia
es que el lenguaje que utiliza es más avanzado que el mío y había ocasiones en que se
mencionaba un concepto y no entendía por el hecho de las palabras que no conocía. Ahora
comprendí mejor los temas y ya puedo saber que son y como ocurren, simplemente porque ya
mostré interés y le doy más importancia a ello.
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Referencias bibliográficas
Mariana Cárdenas Ramos, Francisco Javier Chanes Velazco, Rafael Francisco Flores Zavala.
Física II. Ed. Universitaria, Guadalajara Jal, 2009.
Carlos Gutiérrez Aranzeta, Ciencias 2. Física. Ediciones Larousse, México, D.F., 2008.
Texto Calor y temperatura, extraído el 23 de Febrero, de 2011, de
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema3/index.htm
Texto Tipos de termómetros, extraído el 24 de Febrero, de 2011, de
http://www.tiposdetermometros.net/
Texto El calor y la temperatura, extraído el 24 de febrero, de 2011, de
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema3/index.htm
Yunus A, Çengel (2009). Termodinámica, 6ta edición. McGraw Hill.
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura
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