Este documento trata sobre el calor y la temperatura. Explica que el calor es en realidad la energía cinética de los átomos y moléculas, y que la temperatura depende de la energía cinética media de las partículas de una sustancia. También describe los tres métodos por los cuales se transmite el calor: conducción, convección y radiación.

1. TEMA 3
CALOR Y TEMPERATURA

2. INDICE
1.- LA ENERGÍA TÉRMICA
2.- LA TEMPERATURA
3.- CALOR Y EQUILIBRIO TÉRMICO
4.- ¿CÓMO SE TRANSFIERE O TRANSMITE EL
CALOR?
5.- EFECTOS DEL CALOR

4. 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?.

5. 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 algo están muy
juntas, unidas, y separadas, menos separadas y no
vibran un unidas, con más de dejan de moverse
poco, pero no se libertad de deprisa.
desplazan. movimiento.

6. Además, 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.

7. ¿Y qué es la Energía Térmica?
Lo que llamamos
“ENERGÍA TÉRMICA” es en
realidad la energía cinética
de los átomos y moléculas.

8. 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.

11. La temperatura
La temperatura es
la medida de la
energía térmica de
una sustancia.
La temperatura se
mide con un
instrumento
llamado
termómetro
TERMÓMETRO

12. CALOR Y TEMPERATURA
La energía térmica es la
La temperatura depende de la
suma de las energías de
media de las energías cinéticas
todas las partículas de un
de las partículas de un cuerpo.
cuerpo.
Calor= E1+E2+E3+…..En Temperatura >Energía cinética media

13. Experiencia: fundamento del termómetro.
Podemos observar que
al calentar el agua
coloreada del
recipiente ésta sube
por la columna.
Esta experiencia
funciona incluso con el
calor de las manos.
Agua o alcohol
coloreados.

14. ¿Quieres
saber cómo
funciona un
termómetro?
¿Sabes qué es
la dilatación?
TERMÓMETRO

15. 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

16. Juntas de dilatación
Cuando hace calor las
paredes se dilatan. Cuando
refresca se contraen.
Por eso existen
las “juntas de
dilatación” Con las juntas
pueden dilatarse sin
problemas. La casa
aguantará más años.

17. De alcohol
De mercurio Digital
Digital
De aguja

18. 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

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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

23. 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

24. ¿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.

25. 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.

26. 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

27. 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

31. 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 = 4,18 J
Equilibrio térmico

32. 4.- ¿Cómo se transfiere o transmite el
calor?
De tres formas distintas:

33. Si calientas una varilla de
metal por un extremo, al rato
notarás cómo se calienta por
el extremo opuesto.
¡Cuidado con El proceso por el que se
quemarte!. Los transmite calor de un punto
metales son muy a otro de un sólido se
buenos
conductores denomina conducción.
térmicos.

34. 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

35. Cada sustancia o
Sustancia Conductividad material la madera es
Porque
¿Y por qué te quemas
térmica
un conductor
(madera, metal, cuarz
si calientas una varilla
Plata 0,97 o, agua…) tiene su malo, es
térmico muy
de cobre y no te propia conductividad un
decir, es
quemas con un palito
Cobre 0,92 AISLANTE
térmica.
Aluminio madera?
de 0,49 Cobre: TÉRMICO
conductor
Acero 0,12 térmico
Latón 0,26
Plomo 0,083
Corcho 0,0001
Ladrillo 0,0015
Madera 0,0002 Madera:
Hielo 0,004 aislante
térmico
Vidrio 0,002

36. Sustancia Conductividad Los conductores
térmica térmicos son
Plata 0,97 aquellas
Cobre:
Cobre 0,92 sustancias que
conductor
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.

37. Sustancia Conductividad
térmica
Plata 0,97
Cobre 0,92
Aluminio 0,49
Acero 0,12
Latón 0,26
Plomo 0,083
Corcho 0,0001
Ladrillo 0,0015
Madera 0,0002
Hielo 0,004
Vidrio Equilibrio térmico
0,002

38. La 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.

39. 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?...

40. 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.

41. 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.

42. 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

43. 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.

44. 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

46. VIDEO

47. RESUMIENDO
PROPAGACIÓN DEL CALOR
CONDUCCIÓN CONVECCIÓN RADIACIÓN
PARA LOS
PARA LOS FLUIDOS: SIN QUE EXISTA
SÓLIDOS LIQUIDOS Y UN MEDIO
GASES MATERIAL
UTILIDADES
CONDUCTORES TÉRMICOS AISLANTES TÉRMICOS

48. 5.- EFECTOS DEL CALOR
AUMENTO DE
DILATACIONES
TEMPERATURA
CAMBIOS DE
ESTADO

49. DILATACIONES Y CONTRACIONES
SON
VARIACIONES
DEL VOLUMEN
AUMENTO
DISMINUCIÓN

50. ¿Los sólidos se dilatan al calentarlos?
Experiencia: Se introduce vapor de agua por el interior de un tubo de hierro.
Observa lo que sucede y saca las conclusiones oportunas.
0
vapor

51. ¿Los sólidos se dilatan al calentarlos?
Experiencia: Repite la experiencia anterior pero con una barra de cobre en
lugar de una barra de hierro. Observa lo que sucede y saca las conclusiones
oportunas.
0
vapor

52. ¿Los líquidos se dilatan al calentarlos?
Hagamos la siguiente
experiencia y
observaremos que al
calentar el agua
coloreada del
recipiente ésta sube
por la columna.
Conclusión: Los líquidos
se dilatan con el calor.
Agua o alcohol
coloreados.

53. 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

56. PROGRESIVOS REGRESIVOS