1. Calor
Representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energía
que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se denomina energía térmica. El carácter energético del calor lleva consigo la posibilidad de
transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo una fracción
del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo útil.
Las ideas acerca de la naturaleza del calor han variado apreciablemente en los dos últimos siglos. La teoría del calórico o fluido tenue que situado en los
poros o intersticios de la materia pasaba de los cuerpos calientes en los que supuestamente se hallaba en mayor cantidad a los cuerpos fríos, había
ocupado un lugar destacado en la física desde la época de los filósofos griegos. Sin embargo, y habiendo alcanzado a finales del siglo XVIII su pleno
apogeo, fue perdiendo credibilidad al no poder explicar los resultados de los experimentos que científicos tales como Benjamín Thomson (1753-1814) o
Humphrey Davy (1778-1829) realizaron.
Una vieja idea tímidamente aceptada por sabios del siglo XVII como Galileo Galilei o Robert Boyle resurgió de nuevo. El propio Thompson (conde de
Rumford), según sus propias palabras, aceptó la vuelta a aquellas «viejas doctrinas que sostienen que el calor no es otra cosa que un movimiento
vibratorio de las partículas del cuerpo».
Las experiencias de Joule (1818-1889) y Mayer (1814-1878) sobre la conservación de la energía, apuntaban hacia el calor como una forma más de
energía. El calor no sólo era capaz de aumentar la temperatura o modificar el estado físico de los cuerpos, sino que además podía moverlos y realizar un
trabajo.
Las máquinas de vapor que tan espectacular desarrollo tuvieron a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX eran buenos muestra de ello. Desde
entonces las nociones de calor y energía quedaron unidas y el progreso de la física permitió, a mediados del siglo pasado, encontrar una explicación
detallada para la naturaleza de esa nueva forma de energía, que se pone de manifiesto en los fenómenos caloríficos.
Temperatura
Mide la concentración de energía y es aquella propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico (cuando dos
cuerpos están a la misma temperatura), esto quiere decir que la temperatura es la magnitud física que mide cuan caliente o cuan frío se encuentra un
objeto.
La temperatura se mide en unidades llamadas grados, por medio de los termómetros, esto se refiere que para medir la temperatura utilizamos una de las
magnitudes que sufre variaciones linealmente a medida que se altera la temperatura.
Temperatura es el promedio de la energía cinética de las moléculas de un cuerpo.
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 energía térmica en transito.
Para una mejor explicación de esta relación lo mostraremos con un ejemplo: si ponemos un recipiente con agua representa la cantidad de calor que un
cuerpo sede o absorbe en un instante dado, el nivel que esta alcanza representa su temperatura. Si la cantidad de agua, sube el nivel, esto es, si aumenta la
cantidad de calor que posee el cuerpo, aumenta también su temperatura.
Otro ejemplo se nota cuando encendemos un fósforo, se logra una alta temperatura pero bajo contenido calórico.
Una olla con 10 litros de agua tibia tiene baja temperatura y un gran contenido calórico.
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.
Distintas Escalas de Temperatura
Las escalas de temperatura fueron desarrolladas por los científicos con el propósito de comunicar y comparar sus resultados. Las dos mas utilizadas son
las Celsius y Kelvin pero también hay otras como:
Escala Centígrada:
Se le asigna el valor cero (0) a la temperatura de fusión del agua a presión normal y a 45º de latitud. El intervalo entre dichas temperaturas se divide en
100 partes, cada una de las cuales recibe el nombre de grado centígrado o grado Celsius (ºC ). Las temperaturas inferiores a la de fusión del agua resultan
negativas en esta escala.
Escala Fahrenheit:
Se le da el valor de 32 a la temperatura de fusión del agua y el valor de 212 a la de ebullición del agua. El intervalo de dichas temperaturas se divide en
180 partes, cada una de las cuales se denomina grado Fahrenheit (ºF).
La escala centígrada se usa preferentemente en trabajos científicos y en los países latinos. La escala Fahrenheit es más usada popularmente en los
E.E.U.U. y en Inglaterra. La experimentación y los razonamientos teóricos han indicado que no es posible lograr temperaturas inferiores a cierta
temperatura mínima que recibe el nombre de cero absoluto.A esta temperatura la energía de las moléculas de los cuerpos tiene su menor valor posible. El
cero absoluto corresponde en la escala centígrada a una temperatura de -273.16 ºC, usualmente se toma el valor de -273 ºC. Por esta y otras razones, Lord
Kelvin (Sir William Thompson) propuso medir las temperaturas negativas o "bajo cero".
Escala Kelvin:
Es la escala absoluta cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyos grados tienen el mismo valor que los grados centígrados. En esta escala el cero
absoluto corresponde a 0 ºK, la temperatura de fusión del agua corresponde a 273 ºK y la de ebullición del agua corresponde a 373ºK. La escala absoluta
de Kelvin se utiliza mucho en la ciencia.
Escala Rankine:
Es la escala absoluta correspondiente al Fahrenheit, donde el punto cero corresponde a -459.7 ºF.