Guía sobre el calor y las tres formas en que se transfiere. La guía fue tomada de la web, fue actualizada, se incluyeron algunos link para una mejor comprensión de los conceptos tratados.

1. Nombre
UNIDAD
4
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor
y
cómo
se
propaga?
Objetivos:
1. Definir,
describir
e
identificar
los
tres
métodos
de
transferencia
de
calor:
conducción,
radiación
y
convección
2. Explicar
los
tres
tipos
de
transferencia
de
calor
y
dar
ejemplos
de
cada
uno.
3.
Reconocer
que
algunos
materiales
son
buenos
conductores
del
calor,
mientras
que
otros
son
aislantes.
4.Diferenciar
materiales
por
su
capacidad
de
conducir
el
calor.
5. Resolver
problemas
simples
relacionados
con
el
calor
específico.
6.
Definir
efecto
invernadero
y
explicar
cómo
ocurre
TEN
EN
MENTE
ESTO
Después
de
estudiar
y
desarrollar
esta
lección,
debieses
ser
capaz
de
responder
estas
preguntas:
•
¿Qué
es
calor?
•
¿Qué
es
energía
térmica?
•
¿Cómo
es
transferida
la
energía
térmica?
¿Qué
es
calor?
Puedes
usar
la
palabra
calor
para
describir
la
sensación
que
experimentas
al
estar
en
un
ambiente
caliente.
Sin
embargo,
el
calor
también
tiene
que
ver
con
cosas
que
se
sienten
frías.
El
calor
hace
que
los
objetos
se
sientan
calientes
o
frías.
El
calor
es
el
flujo
de
energía
que
ocurre
entre
objetos
que
se
encuentran
a
diferentes
temperaturas.
¿Por
qué
algunas
cosas
se
sienten
calientes
y
otras
se
sienten
frías?
Cuando
dos
objetos
se
tocan,
la
energía
se
mueve
de
un
objeto
a
otro.
Esta
energía
es
el
calor.
El
calor
siempre
se
mueve
desde
un
objeto
con
una
temperatura
más
alta
hacia
un
objeto
con
una
temperatura
más
baja.
Si
toca
un
pedazo
de
metal
frío,
la
energía
de
tu
mano
se
mueve
hacia
el
metal.
De
modo
que,
el
metal
se
siente
frío
al
tocarlo.
TIP
DE
ESTUDIO
Describe:
Describe
un
ejemplo
del
movimiento
de
la
energía
por
cada
forma
de
transferencia
—conducción,
convección
y
radiación—que
ocurra
en
tu
aula
de
ciencias.
¿COMPRENDISTE?
1.
Describe
¿Qué
es
calor?
ECHA UN VISTAZO
2.
Identifica
En
la
figura,
¿de
qué
manera
fluye
el
calor
si
el
fonendoscopio
se
siente
frío?
La
parte
metálica
del
fonendoscopio
se
siente
fría
debido
al
calor.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
1
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia
FENÓMENOS
ELÉCTRICOS
Y
TÉRMICOS
DE
LA
MATERIA

2. 3
Finalmente,
el
jugo,
el
hielo
y
el
agua
tendrán
la
misma
Tº.
El
jugo
y
la
botella
han
llegado
a
ser
más
frías
y
el
agua
ha
llegado
a
ser
más
caliente.
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
CALOR
Y
ENERGÍA
TÉRMICA
ANTECEDENTES
El
calor
se
mueve
en
vías
predecibles,
fluyendo
desde
los
objetos
más
calientes
hacia
los
más
fríos,
hasta
que
ambos
alcancen
la
misma
temperatura,
logrando
así
su
equilibrio
térmico.
3.
Compara
Cuando
dos
objetos
que
tienen
diferentes
temperaturas
se
tocan,
¿qué
hará
la
energía?
Si
el
calor
es
el
movimiento
de
energía,
¿qué
tipo
de
energía
es
la
que
se
mueve?
Respuesta=
energía
térmica.
La
energía
térmica
es
la
energía
cinética
total
de
las
partículas
que
forman
una
substancia.
La
Energía
térmica
se
mide
en
joule
(J).
La
Energía
térmica
depende
de
la
temperatura
de
la
substancia
y
de
cuánta
substancia
hay.
Por
ejemplo,
un
lago
grande
contiene
más
energía
térmica
que
uno
pequeño,
si
ambos
están
a
la
misma
temperatura.
ALCANZANDO
LA
MISMA
TEMPERATURA
Cuando
dos
objetos
con
diferentes
temperaturas
se
tocan,
la
energía
se
mueve.
La
energía
se
mueve
desde
el
objeto
más
caliente
hacia
el
objeto
más
frío.
Esto
ocurre
hasta
que
ambos
objetos
estén
a
la
misma
temperatura,
alcanzando
el
equilibrio
térmico.
Cuando
ellos
adquieren
la
misma
temperatura,
la
energía
térmica
de
los
objetos
deja
de
cambiar.
Un
objeto
puede
tener
más
energía
térmica
que
otro,
pero
la
temperatura
de
ambos
objetos
es
la
misma.
Transferencia
of
Energía
térmica
1
La
energía
es
transferida
desde
las
partículas
del
jugo
hacia
las
partículas
de
la
botella.
Estas
partículas
transfieren
energía
a
las
partículas
del
agua
helada,
provocando
el
derretimiento
del
hielo.
Botella
(9°C)
Botella
(25°C)
Jugo
(25°C)
Agua
helada
(0°C)
Jugo
(9°C)
Agua
(9°C)
4.
Lluvia
de
ideas.
El
hielo
se
derrite
en
una
hielera
que
es
usada
para
mantener
frío
a
un
paquete
de
seis
botellas
con
bebidas
durante
un
día
caluroso.
Discute
con
un
compañero
(a)
la
transferencia
de
Energía
que
ocurre
en
la
hielera
para
que
provoque
el
derretimiento
del
hielo.
Discute
2
La
energía
térmica
sigue
siendo
transferida
al
agua
después
que
se
haya
derretido
todo
el
hielo.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
2
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

3. Nombre
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
¿Cómo
se
transfiere
la
energía
térmica?
Cada
día
ves
algunas
formas
en
que
se
transfiere
energía.
Las
cocinas
a
gas
transfieren
energía
a
la
sopa
contenida
en
una
olla.
La
temperatura
del
agua
de
baño
se
puede
cambiar
mediante
la
adición
de
agua
caliente
o
fría.
Hay
tres
maneras
de
transferirse
la
energía
térmica
de
un
objeto
a
otro.
Ellas
son
la
conducción,
la
convección
y
la
radiación.
CONDUCCIÓN
¿Qué
sucede
cuando
se
pone
una
cuchara
metálica
fría
en
un
plato
de
sopa
caliente?
La
cuchara
se
calienta.
Incluso
el
mango
de
la
cuchara
se
calienta
a
pesar
de
no
estar
en
contacto
con
la
sopa.
Toda
la
cuchara
se
calienta
debido
a
la
conducción.
Esto
queda
ilustrado
en
la
siguiente
figura
y
en
la
animación.
La
conducción
térmica
es
la
transferencia
de
energía
térmica
entre
dos
objetos
que
se
tocan.
También
ocurre
conducción
térmica
dentro
de
la
cuchara,
lo
que
explica
el
calentamiento
del
mango
de
la
cuchara.
http://escritorioalumnos.educ.ar/datos/recursos/infografias/condu
ccion/index.htm
Partículas
en
el
contenedor
de
la
cuchara
Partículas
en
la
sopa
¿COMPRENDISTE?
4.
Describe
¿Qué
es
la
conducción
Térmica?
Partículas
en
el
extremo
del
mango
Partículas
en
el
medio
del
mango
Los
círculos
muestran
la
energía
en
las
partículas
de
la
cuchara
y
de
la
sopa.
La
energía
se
moverá
desde
la
sopa
hacia
la
cuchara
hasta
que
todas
las
partículas
alcancen
la
misma
energía.
Incluso,
el
mago
de
la
cuchara
tendrá
la
misma
energía,
cuando
se
alcance
el
equilibrio
térmico.
Cuando
dos
objetos
se
tocan,
sus
partículas
colisionan
unas
con
otras.
La
energía
térmica
se
mueve
desde
la
sustancia
con
la
temperatura
más
alta
hacia
la
sustancia
con
la
temperatura
más
baja.
Cuando
las
partículas
colisionan
unas
con
otras,
su
energía
cinética
se
mueve
desde
una
partícula
hacia
la
otra.
Esto
hace
que
las
partículas
se
muevan
más
rápidas
y
algunas
se
muevan
más
lentas.
Esto
sucede
hasta
que
las
partículas
tengan
el
mismo
promedio
de
energía
cinética.
Luego,
ambos
objetos
estarán
a
la
misma
temperatura.
¿COMPRENDISTE?
5.
Identifica
¿Cómo
será
la
energía
cinética
de
las
partículas
de
dos
objetos
que
estén
en
equilibrio
térmico,
es
decir,
a
la
misma
Tº?
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
3
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

4. Nombre
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
CONDUCTORES
Y
AISLADORES
Pensamiento crítico
6.
Compara
¿Cuál
es
la
diferencia
entre
conductores
térmicos
y
aisladores
térmicos?
Las
sustancias
que
transfieren
fácilmente
energía
térmica
se
llaman
conductores
térmicos.
El
frío
metal
de
la
cuchara
de
la
figura
en
la
página
previa
es
un
ejemplo
de
un
buen
conductor.
La
energía
se
mueve
fácilmente
desde
la
sopa
hacia
la
cuchara.
Algunas
sustancias
no
transfieren
energía
térmica
muy
bien
y
son
llamadas
aisladores
térmicos.
El
bol
ilustrado
en
la
figura
de
la
página
previa
no
se
calienta
tan
rápido
como
la
cuchara.
La
energía
no
se
mueve
fácilmente
desde
la
sopa
al
bol,
de
modo
que
el
bol
es
un
aislador.
La
tabla
de
abajo
muestra
algunos
ejemplos
de
conductores
comunes
y
aisladores.
Conductores
y
Aisladores
comunes
Conductores
Olla
de
aluminio
Bandeja
para
galletas
Sartén
de
hierro
Tubo
de
cobre
Clavo
Aisladores
Camisa
de
franela
Guante
para
el
horno
Espátula
plástica
Aislador
de
fibra
de
vidrio
Caja
de
aislapol
CONVECCIÓN
¿COMPRENDISTE?
7.
Describe
¿Qué
es
convección?
La
segunda
forma
en
que
puede
ser
transferida
la
energía
térmica
es
mediante
la
convección.
La
Convección
es
la
transferencia
de
energía
térmica
por
el
movimiento
de
un
líquido
o
de
un
gas.
Observa
la
figura
y
animación
de
abajo.
Cuando
hierves
agua
en
una
tetera,
en
el
agua
se
genera
un
movimiento
circular
debido
a
la
convección.
Este
movimiento
circular
es
denominado
una
corriente
de
convección.
http://escritorioalumnos.educ.ar/datos/recursos/infografias/convec
cion/index.htm
1
El
agua
más
fría
en
la
superficie
de
la
olla
tiene
una
mayor
densidad,
por
lo
que
se
hacia
el
fondo
del
recipiente.
2
El
agua
se
mueve
en
la
olla
debido
a
que
el
volumen
de
agua
que
está
en
el
fondo
de
la
olla
se
calienta
más
rápido,
queda
menos
_______
y
luego
asciende
y
desplaza
al
agua
más
fría
que
es
más__________,
que
a
su
vez
desciende
y
se
calienta.
Esto
forma______________________
las
cuales
están
ilustradas
por
las
flechas.
ECHA UN VISTAZO
8.
Identifica
Completa
lo
que
falta
en
la
figura.
El
repetido
ascenso
y
hundimiento
del
agua
durante
la
ebullición
se
deben
a
la
convección.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
4
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

5. Nombre
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
LA
RADIACIÓN
La
3ª
manera
mediante
la
cual
es
transferida
la
energía
térmica
es
por
radiación.
La
radiación
es
la
transferencia
de
energía
por
ondas
electromagnéticas.
Algunos
ejemplos
de
ondas
electromagnéticas
son
la
luz
visible
y
las
ondas
infrarrojas.
La
radiación
puede
transferir
energía
entre
partículas
o
a
través
del
vacío,
como
el
espacio
exterior.
La
conducción
o
convección
no
pueden
transferir
energía
a
través
del
espacio
exterior.
Todos
los
objetos
emiten
radiación
electromagnética.
El
sol
emite
la
luz
visible
que
ves.
El
sol
también
emite
otras
ondas,
como
la
infrarroja
y
las
ondas
ultravioletas,
que
no
puedes
ver.
Cuando
tu
cuerpo
recibe
ondas
infrarrojas,
sientes
más
calor.
http://www.regentsearth.com/Animations/Energy/HeatTransfer.swf
LA
RADIACIÓN
Y
EL
EFECTO
INVERNADERO
¿COMPRENDISTE?
9.
Identifica
¿Por
cuál
clase
de
ondas
es
transferida
la
radiación?
La
atmósfera
de
la
tierra
actúa
como
los
vidrios
o
los
plásticos
de
un
invernadero.
La
luz
del
sol
pasa
a
través
de
ambos
materiales.
Un
invernadero
permanece
cálido
debido
a
que
atrapa
energía.
La
atmósfera
también
atrapa
energía.
A
esto
es
lo
que
llamamos
efecto
invernadero.
Puedes
verlo
como
funciona
en
la
figura
de
abajo
y
en
la
animación
cuyo
url
está
bajo
la
figura.
Los
gases
Invernadero
absorben
luz
infrarroja
proveniente
del
sol.
Esta
energía
es
atrapada
en
la
atmósfera.
Algunos
de
estos
gases
son
el
vapor
de
agua,
el
dióxido
de
carbono
y
el
metano.
Algunos
científicos
están
preocupados
por
el
aumento
de
los
gases
invernadero
que
está
ocurriendo
en
la
atmósfera.
Piensan
que
por
el
aumento
de
los
gases,
la
atmósfera
atrapará
demasiada
energía
por
lo
que
aumentará
paulatinamente
la
Tº
de
la
tierra.
http://usuaris.tinet.cat/mhierro/efecto_invernadero.swf
2
3
La
tierra
irradia
ondas
infrarrojas.
Parte
de
estas
ondas
abandonan
la
atmósfera
y
se
van
al
espacio.
¿COMPRENDISTE?
10.
Describe
¿Por
qué
algunos
científicos
están
preocupados
por
el
aumento
de
la
cantidad
de
gases
invernadero
en
la
atmósfera?
Los
gases
Invernadero
atrapan
Algo
de
la
energía
irradiada
Cerca
de
la
superficie
de
la
tierra.
1
La
luz
Visible
se
mueve
a
través
de
la
atmósfera
y
calienta
a
la
tierra.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
5
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

6. Nombre
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
¿Por
qué
algunas
Sustancias
son
más
calientes
que
otras?
¿Alguna
vez
te
pusiste
el
cinturón
de
seguridad
en
un
día
caluroso
de
verano?
Si
es
así,
la
hebilla
de
metal
pudiste
haberla
sentido
mucho
más
caliente
que
la
parte
hecha
de
tela
del
cinturón.
¿Por
qué?
CONDUCTIVIDAD
TÉRMICA
¿COMPRENDISTE?
11.
Identifica
¿Cuál
tiene
una
mayor
conductividad
térmica,
un
kg
de
metal
o
un
kg
de
ropa?
Una
razón
es
porque
la
hebilla
metálica
tiene
una
mayor
conductividad
térmica
que
la
tela
del
cinturón.
La
conductividad
térmica
es
una
medida
de
cuán
rápida
es
transferida
la
energía
térmica
por
una
sustancia.
Cuando
tocas
el
metal,
la
energía
se
mueve
rápidamente
desde
la
hebilla
hacia
tu
mano.
La
tela
del
cinturón
y
la
hebilla
están
igual
Tº,
pero
el
metal
se
siente
más
caliente.
CALOR
ESPECÍFICO
¿COMPRENDISTE?
12.
Define
¿Qué
es
calor
específico
de
una
sustancia?
Otra
diferencia
entre
el
metal
y
la
tela
es
la
facilidad
con
que
cada
uno
de
los
materiales
cambia
de
Temperatura.
Cuando
se
le
transfiere
la
misma
cantidad
de
energía
a
iguales
masas
de
metal
y
de
tela,
el
metal
es
el
que
se
calienta
más.
El
cambio
de
Tº
depende
del
calor
específico
de
la
sustancia.
El
calor
específico
es
la
cantidad
de
energía
que
se
necesita
para
cambiar
la
Tº
de
un
1
kilogramo
de
una
sustancia
en
1°C.
Cuanto
mayor
es
el
calor
específico
de
algo,
mayor
es
la
energía
que
se
requiere
para
elevar
su
temperatura.
El
calor
específico
de
la
tela
es
más
del
doble
que
el
calor
específico
de
la
hebilla
metálica.
Así,
la
misma
energía
térmica
elevará
la
temperatura
del
metal
dos
veces
más
que
a
la
tela.
La
tabla
siguiente
muestra
el
calor
específico
de
muchas
sustancias
comunes.
La
tabla
ilustra
que
la
mayoría
de
los
metales
tiene
un
calor
específico
muy
bajo.
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/aguatotal.swf
(calor
específico
del
agua)
Calor
específico
de
algunas
sustancias
comunes
Sustancia
Plomo
Oro
Cobre
Hierro
Calor
específico
(J/kg•°C)
128
129
387
448
Sustancia
Vidrio
Aluminio
Tela
del
cinturón
Hielo
Agua
Calor
específico
(J/kg•°C)
837
899
1.340
2.090
4.184
Foco Matemático
13.
Identifica
y
Explica
Supón
que
la
misma
masa
de
cada
sustancia
en
la
tabla
gana
la
misma
cantidad
de
energía.
¿Cuál
sustancia
tendrá
el
mayor
aumento
de
la
temperatura?
Explica
por
qué.
Metal
del
Cinturón
500
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
6
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

7. Nombre
LECCIÓN
4
Curso
Fecha
¿Qué
es
calor?
continuación
CALCULANDO
EL
CALOR
Cuando
una
sustancia
cambia
la
temperatura,
no
tenemos
la
información
de
cuánta
es
la
energía
que
ha
sido
transferida
a
dicha
sustancia.
Para
calcular
la
energía
transferida,
debes
conocer
la
masa
de
la
sustancia,
su
cambio
de
temperatura
y
su
calor
específico.
La
ecuación
de
abajo
es
usada
para
calcular
energía,
o
calor,
transferida
entre
los
objetos.
Calor
=
calor
específico
X
masa
X
cambio
de
la
temperatura
¿COMPRENDISTE?
14.
Describe
¿Qué
datos
se
necesitan
para
calcular
la
cantidad
de
energía
transferida
a
una
sustancia?
¿Cuánta
energía
es
necesaria
para
calentar
una
taza
con
agua
para
hacer
té?
Usando
la
ecuación
de
arriba,
puedes
calcular
el
calor
que
es
transferido
al
agua.
La
temperatura
del
agua
aumenta,
de
modo
que
el
calor
es
un
número
positivo.
También
puedes
usar
esta
ecuación
para
calcular
el
calor
que
abandona
a
un
objeto
cuando
se
enfría.
El
valor
para
el
calor
cuando
una
sustancia
se
enfría
es
negativo
debido
a
que
la
temperatura
disminuye.
Masa
del
agua
=0,2
kg
Temperatura
(antes)=25°C
Temperatura
(después)=80°C
Calor
específico
del
agua=
4.184
J/kg•°C
Información
usada
para
calcular
el
calor.
Se
ilustra
aquí
la
cantidad
de
energía
que
es
transferida
al
agua.
Intentemos
con
este
problema.
Calientas
2
kg
de
agua
para
hacer
pasta.
La
temperatura
del
agua
antes
de
calentarla
era
de
40°C.
La
temperatura
del
agua
después
de
calentarla
es
de
100°C.
¿Cuánto
calor
fue
transferido
al
agua?
(El
calor
específico
del
agua
es
4.184
J/kg•°C).
Paso
1:
escribe
la
ecuación.
Calor
=
calor
específico
x
masa
x
cambio
de
temperatura
Foco matemático
15.
Calcula
Usa
los
datos
de
la
figura
para
determinar
la
energía
necesaria
para
calentar
el
agua
de
contenida
en
la
taza
para
hacer
un
exquisito
té
Twinnings
earl
gray.
Paso
2:
pon
los
valores
en
la
ecuación
y
resuelve.
Calor
=
4.184
J/kg•°C
x
2
kg
x
(100°C
-­‐
40°C)
=
502.080
J.
El
calor
transferido
es
502.080
J.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
7
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia

8.
Nombre
Curso
Fecha
Lección
4,
Revisión
SECCIÓN
VOCABULARIO
convección
la
transferencia
de
energía
térmica
debido
a
la
circulación
o
movimiento
de
un
líquido
o
un
gas
calor
la
energía
transferida
entre
objetos
que
están
a
diferentes
temperaturas
radiación
la
transferencia
de
energía
como
ondas
electromagnéticas
calor
específico
cantidad
de
calor
que
se
necesita
por
unidad
de
masa
para
elevar
la
temperatura
un
grado
Celsius.
conducción
térmica
la
transferencia
de
energía
como
calor
a
través
de
un
material
conductor
térmico
un
material
a
través
del
cual
la
energía
puede
ser
transferida
como
calor
energía
térmica
la
energía
cinética
de
los
átomos
de
una
sustancia
aislador
térmico
un
material
que
reduce
o
previene
la
transferencia
de
calor
1.
Explica
¿Por
qué
la
palabra
calor
puede
describir
tanto
a
objetos
fríos
como
a
calientes?
2.
Identifica
Usa
el
siguiente
Mapa
Conceptual
para
describir
cómo
se
mueve
la
energía
térmica
desde
un
objeto
a
otro.
Energía
térmica
La
transferencia
ocurre
por
Convección
Energía
térmica
Energía
térmica
Energía
térmica
la
cuchara
en
una
olla
con
sopa
un
invernadero
3.
Calcula
El
calor
específico
del
plomo
es
de
128
J/kg•°C.
¿Cuánto
calor
es
necesario
para
elevar
en
10º
C
la
temperatura
de
0,015
kg
de
plomo?
Muestra
tu
trabajo.
Depto.
de
Cs.
SFC,
Prof.
GAToledo,
2016
8
Fenómenos
eléctricos
y
térmicos
de
la
materia