2. 1 La energía térmica
Experimenta
1. Si pones a calentar un cazo
con agua en el fuego, ¿qué
pasa con su temperatura?.
2. Si espolvoreas una sustancia
finamente pulverizada sobre el
agua, ¿qué sucede a medida
que esta se calienta?.
¿Qué ocurre con el
movimiento de las moléculas
de agua cuando aumenta su
temperatura?.
3. Para comprender mejor qué es el calor y la temperatura,
recuerda lo que estudiaste en 1º de E.S.O. sobre la TEORÍA
CINÉTICA y los Estados de Agregación de la materia:
Menor temperatura Aumento de la temperatura Mayor temperatura
Las partículas Las partículas están Las partículas
están muy juntas, algo separadas, están muy
unidas, y vibran menos unidas, con separadas y no
un poco, pero no más de libertad de dejan de moverse
se desplazan. movimiento. deprisa.
4. Recuerda, además, lo que hemos visto este
curso sobre los cuerpos materiales que se
mueven: tienen ENERGÍA CINÉTICA
Menor Temperatura Aumento de la Temperatura Mayor Temperatura
Menor E. Cinética Aumento de la Energía Cinética Mayor E. Cinética
Como ves, hay una relación entre la
Temperatura y el Movimiento de las
partículas (átomos y moléculas) que
constituyen las sustancias.
5. ¿Y qué es la Energía Térmica?
Lo que llamamos
“ENERGÍA TÉRMICA” es en
realidad la energía cinética
de los átomos y moléculas.
6. 2 La temperatura
Cuando notamos que algo está a una alta
temperatura, en realidad lo que estamos notando es
que sus átomos y moléculas se mueven más deprisa.
A medida que aumenta la temperatura de un cuerpo, el
movimiento de las partículas se hace más evidente.
7. 2 La temperatura
La temperatura es
la medida de la
energía térmica de
una sustancia.
La temperatura se
mide con un
instrumento
llamado
termómetro
TERMÓMETRO
8. ¿Quieres
saber cómo
funciona un
termómetro?
¿Sabes qué es
la dilatación?
TERMÓMETRO
9. Cuando calentamos un cuerpo material, este SE DILATA,
es decir, aumenta su volumen.
La dilatación se debe a que las partículas se separan:
Menor Aumento de la Temperatura Mayor
volumen volumen
El líquido del
termómetro se
dilata y sube
por el interior
del tubo
Partículas Partículas más
más juntas separadas, movi
éndose más
deprisa
11. Sirven para ver si
tenemos fiebre.
Al enfriarse se rompe el
Hilo de mercurio hilo de mercurio por el
estrechamiento, mante
Estrechamiento niéndose invariable la
lectura (lo que marca).
Bulbo
Por eso hay que agitar
estos termómetros
antes de cada uso.
Los termómetros clínicos digitales
están sustituyendo a los de mercurio.
Tienen un sensor que se dilata. La
temperatura aparece en una pantalla.
sensor
12. Sirven para
medir la
Son ideales para temperatura
temperaturas extremas, en del aire.
especial las temperaturas
muy bajas, pues el punto de
fusión es muy bajo: -114ºC
(a esa temperatura se
congela). Hilo de alcohol
El alcohol se usa tintado
para facilitar la lectura de Bulbo
temperaturas (el alcohol
puro es transparente y no se
vería bien).
Los termómetros ambientales digitales
están sustituyendo a los de alcohol.
13. Dividamos
El grado Celsius, Agua hirviendo
esto en
denominado también 100ºC
cien
grado centígrado,
partes
representado como
iguales.
C, es la unidad
Anders Celsius creada por Anders
1701-1744 Celsius. Fusión del hielo
0ºC
Se da el valor 0 a la temperatura de
congelación del agua y el valor 100
a la temperatura de ebullición del
agua (ambas medidas con una
presión normal), y dividiendo la
escala resultante en 100 partes
iguales, cada una de ellas definida
como 1 grado Celsius.
14. Haz clic para
saber cuál puede
ser la temperatura
más baja que
puede existir…
No puede haber una
temperatura más
baja que -273ºC
porque las partículas
no pueden vibrar
menos.
A – 273ºC los
átomos y
moléculas
dejan de
moverse por
completo.
15. Cero absoluto Por encima de 0 K
Las partículas
dejan de moverse Lord Kelvin
por completo. (1824-1907)
No puede existir
una temperatura
por debajo de 0 K
16. En la escala Kelvin, la temperatura
de congelación del agua es de 273 K,
por lo que
0ºC = 273 K
Las divisiones de esta escala son
iguales que las de la escala
Celsius, por tanto, la temperatura
de ebullición del agua será:
100ºC = 373 K
De aquí se desprende que:
Para convertir grados
centígrados en kelvin, hay
que sumar 273
T (K) = t (ºC) + 273
17. Los gases también se dilatan al calentarlos
Hagamos la siguiente
experiencia y
observaremos que al
calentar suavemente
el aire del recipiente
de cristal el globo se
hincha sólo.
Conclusión: Los gases
se dilatan con el
calor.
Aire
18. 3 Calor y equilibrio térmico
Cuando dos cuerpos o sistemas a distinta temperatura se
ponen en contacto acaban igualando su temperatura. Se
dice entonces que han alcanzado el equilibrio térmico.
Al cabo de un tiempo el café se habrá enfriado, igualando su
temperatura con la del ambiente.
19. Cuando dos sistemas o
cuerpos en desequilibrio
térmico entran en contacto,
el de mayor temperatura
transfiere energía térmica
al de menor temperatura
hasta conseguir el
equilibrio térmico.
El calor es la transferencia
de energía desde un
cuerpo que se halla a
mayor temperatura a otro
de menor temperatura.
Equilibrio térmico
20.
21. Clavo caliente Vemos
evaporarse agua
porque ésta
gana energía El clavo se
térmica enfría
Agua fría El agua ha ganado E. Térmica
El calor se transfiere desde el clavo, que está a mayor temperatura, al
agua, que está a menor temperatura.
Si metes un clavo caliente en mucha agua fría, el clavo se enfría.
Esto es porque la energía cinética media (y no la total) de los
átomos del clavo es mayor que la de las moléculas de agua.
El calor siempre se transfiere desde el cuerpo de
mayor temperatura al de menor
temperatura, independientemente de sus tamaños
relativos. . térmico
Equilibrio
22. El calor se mide en unidades de energía. Por tanto, en
el sistema internacional su unidad es el julio (J) .
Con frecuencia se usan múltiplos del julio, como el Kilojulio (kJ)
Otra unidad tradicional (antigua) para
medir el calor es la caloría (cal)
1 cal = 4,184 J
Equilibrio térmico
23. 4 ¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
De tres formas distintas:
24. 4 ¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
Si calientas una varilla de
metal por un extremo, al rato
notarás cómo se calienta por
¡Cuidado con el extremo opuesto.
quemarte!. Los
metales son muy El proceso por el que se
buenos
transmite calor de un punto
conductores
térmicos. a otro de un sólido se
denomina conducción.
25. 4 ¿Cómo se transfiere o transmite
el calor?
En la conducción
se transmite
energía térmica,
pero no materia
Los átomos se mueven más deprisa y chocan con
los átomos vecinos, transmitiéndoles energía.
La energía térmica se transmite al otro extremo
Así se produce la conducción
26. Cada sustancia o
Porque la madera es
material (madera,
metal, cuarzo, conductor
un agua…)
Sustancia Conductividad tiene su propia malo, es
térmico muy
conductividad es un
decir,
¿Y por qué te quemas
térmica
AISLANTE
térmica.
si calientas una varilla
Plata 0,97
TÉRMICO
Cobre cobre y no te
de Cobre:
0,92
quemas con un palito conductor
Aluminio 0,49 térmico
de madera?
Acero 0,12
Latón 0,26
Plomo 0,083
Corcho 0,0001
Ladrillo 0,0015
Madera 0,0002 Madera:
aislante
Hielo 0,004 térmico
Vidrio 0,002
27. Sustancia Conductividad Los conductores
térmica térmicos son
Plata 0,97 aquellas
Cobre:
Cobre 0,92
conductor sustancias que
Aluminio 0,49 térmico transmiten
Acero 0,12 rápidamente la
Latón 0,26 energía térmica.
Plomo 0,083 Los aislantes
Corcho 0,0001 térmicos son
Ladrillo 0,0015 aquellas
Madera 0,0002 Madera: sustancias que
aislante
Hielo 0,004 térmico transmiten
Vidrio 0,002 lentamente la
energía térmica.
29. Los convección
es el proceso por
el que se
transfiere energía
Estas flechas indican las
CORRIENTES DE CONVECCIÓN, térmica de un
que es el fluido moviéndose: punto a otro de
un fluido (líquido
o gas) por el
movimiento del
propio fluido.
En la convección
se transmite
energía térmica
mediante el
Equilibrio térmico transporte de
materia.
30. La convección del calor.
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 y espera un poco a ver lo qué sucede.
¿Puedes explicar
este fenómeno?
¿Qué demuestra
esta experiencia?
31. La convección: La calefacción y la refrigeración.
Si te has fijado los aparatos de calefacción se colocan abajo, mientras que los de
aire acondicionado se ponen altos. Seguro que si has entendido los procesos de
convección sabrás por qué.
32. Si pones un termómetro
junto a una lámpara, la
Experimento 1
temperatura se eleva.
El aire es muy mal conductor
del calor (es bastante
aislante en comparación con
otras sustancias)…
entonces…
¿Cómo ha llegado tan rápido
la energía térmica al bulbo
del termómetro? … ¿Por el
aire?...
33. Si se pone un termómetro en
el vacío (sin aire) junto a una
Experimento 2
lámpara, la temperatura se
eleva.
Esto demuestra que no hace
falta aire (materia) para que
se transfiera energía térmica.
La radiación es el
proceso por el que los
cuerpos emiten energía
que puede propagarse
por el vacío.
34. Pero la Energía
Térmica no es la
única forma de
Recuerda: no hace Radiación que
existe… haz click
falta aire ni otra para saber más…
materia para que
una radiación se
propague.
Por eso nos llega
Energía Térmica
del Sol: no hay
aire, sino vacío,
entre nuestro
planeta y el Sol.
35. La energía que los cuerpos emiten por radiación se
denomina ENERGÍA RADIANTE
Espectro de la luz visible
LUZ VISIBLE
RADIACIONES RADIACIONES
NO VISIBLES NO VISIBLES
Menos energía Más energía
Radiación Radiación Rayos
Onda larga Onda corta Ultravioleta Gamma
Infrarroja
Onda media Radiación de Rayos X
microondas
Ondas de
radio y TV
36. Brasas
En un fuego Vemos la luz con
percibimos nuestros ojos
dos
radiaciones: Percibimos el
calor (radiación
infrarroja) con
nuestra piel.
Nuestra piel
es capaz de
percibir
ciertas
radiaciones
infrarrojas
como
sensación
térmica de
calor.
Con una fotografía infrarroja
podemos ver cómo este
perro emite calor.
37. Todos los cuerpos absorben radiación, pero también
reflejan parte de ella.
Una camiseta negra
absorbe bastante
radiación Radiación
reflejada
Una
camiseta
blanca
refleja
bastante
radiación
