Este documento trata sobre el calor y la temperatura. Explica que el calor es la energía producida por el movimiento molecular de los cuerpos, mientras que la temperatura es una medida de la agitación térmica. También describe la invención del termómetro y las diferentes escalas de temperatura, como Celsius y Kelvin. Resalta las contribuciones de científicos como Galileo, Sanctorius, Celsius y Joule al estudio del calor y la temperatura.

1. CALOR Y TEMPERATURA

2. El uso del termómetro Medición de la temperatura

3. INTRODUCCIÓN En la Grecia antigua median la temperatura en calor y frío, hacían experimentos muy simples, que se puede considerar como la termometría. Galileo Galilei creó el primer termómetro, pero solo tenia la capacidad de señalar el frío, tibio y caliente, pero no estaba graduado (no tenia una escala), ya que no te decía la cantidad de las variaciones de temperatura. Ya en 1611 sanctorius Sanctorius, da la idea de un termoscopio con escala. En la teoría cinética, el calor es una energía interna de los cuerpos dada a cabo por el movimiento de sus moléculas La termodinámica explica cómo se transporta el calor y también cómo se presenta en cantidades variables. Durante este proceso se ve involucrado la temperatura, presión, el volumen de los cuerpos, lo cual permite efectuar algunas aplicaciones en máquinas térmicas e hidráulicas.

4. Con el sentido del tacto puedes saber la diferencia de el movimiento de las moléculas de un cubo de hielo y agua hirviendo, si tocas el cubo de hielo sientes una sensación en tu cuerpo, en donde sabrás que el cubo está demasiado frío y en cambio si tocas el agua hirviendo te arderá la piel, eso te permitiría no quemarte o no congelarte, tu sabrás a que momento está muy frío algo o demasiado caliente Hay diferentes tipos de termómetros, como el que se utiliza para medir la temperatura de un cuerpo, que el le llama termómetro clínico, que al momento de que las moléculas del cuerpo toquen el mercurio, este tiende a subir,. También existe el pirómetro que se emplea para medir temperaturas muy altas, (arriba de los 100° y debajo de los 0°C).

5. Andrés Celsius (1701-17449 Nació en upsala, Suecia, se gradúo como astrónomo y físico. Después de obtener la cátedra de astronomía en la universidad de upasala (1730) viajo por Europa para ampliar sus conocimientos en varios observatorios En 1736 formo parte de la expedición a Laponia organizada por la academia de Francia con objeto de efectuar la medición de un grado meridiano y confirmar la teoría Newtoniana de el achatamiento de la tierra por los polos En 1742 pso al recién enaugurado observatorio astronómico de la ciudad. Ese mismo año presentó a la academias sueca de ciencias una memoria sobre la medición el calor en la que proponía la utilización de la escala centígrado que contribuyó a su acertacion general.este astrónomo sueco realizo diversos trabajos en el campo de la astrónomo y de las geociencias su nombre se hizo mas conocido por la invención de la escala centígrada de temperatura, que se difundió en casi todos los piases del mundo.

6. Diferencia entre calor y temperatura

7. El calor se define como la energía que produce un cuerpo por el movimiento de las moléculas produce una elevación de la temperatura. El calor se mide en calorías o joule, en cambio la temperatura es medida por grado. En el primer vídeo vemos que el basketbolista está haciendo movimiento y produce calor a través de este movimiento, lo que hace que el cuerpo esté caliente y que sude. Lo mismo pasa con el segundo vídeo, aunque se diga que está en el agua, también su cuerpo está caliente y suda.

8. La función de un termómetro es medir que tan rápido se están moviendo las moléculas de un objeto.Aunque parezca ilógico un iceberg tiene mayor calor que una taza de agua hirviendo, porque, el iceberg por su tamaño tiene más moléculas en movimiento que la taza del agua hirviendo.

9. Concepto de equilibrio térmico

10. La temperatura, es una propiedad que expresa el estado de agitación de cada una de las moléculas de un cuerpo. Equilibrio térmico es cuando dos cuerpos de diferente temperaturas se unen o juntan y al final llegan a equilibrarse, para que esos dos cuerpo sean uno, con una misma temperatura, el de mayor temperatura libera calor, absorbiendo el de menor temperatura, llegando a el mencionado equilibrio térmico,

11. Dilatación de los fluidos y construcción de termómetros

12. Todos lo líquidos al calentarse sufren una aumento de volumen o dilatación, esta hace posible el funcionamiento de los termómetros, ya que los termómetros por lo general usan el mercurio, y este tiene el punto de ebullición a 356.7 °C y el de congelación a -39°C ya que su punto de aplicación será muy amplio

13. William Thomson (Lord Kelvin)(1824-1907) Físico y matemático que nació en Belfast, Inglaterra: estudio en la universidad de Glasgow y Cambridge, luego viajó a parís para trabajar en el laboratorio de regnaulten 1845 Fue profesor de filosofía natural en la universidad de Glasgow (1846-1899). En 1845 demostró que el conocimiento del potencial eléctrico es suficiente para resolver todos los problemas de la electricidad. En 1853, explico satisfactoriamente la naturaleza oscilatoria de las descargas eléctricas de un condensador. Elaboró , partiendo del principio de Carnot, una teoría general de termodinámica, definió los conceptos de temperatura absoluta y de degradación de la energía. Concibió una teoría de la materia basado sobre la hipótesis del átomo torbellino y cifro la edad de la tierra mediante consideraciones termologicas. Elaboro la escala de temperatura cuya unidad fundamental es el grado Kelvin o absoluto. El cero de la misma, coincide con el cero absoluto de las temperaturas,.

14. Escalas de temperatura

15. Hay distintos termómetros con diferente escala de temperatura, todos sirven para lo mismo, todos miden la agitación térmica de las moléculas, pero todos tienen diferente uso, en nuestro país es más utilizada la escala de grados Celcius( °C) en EUA la escala de grados Fahrenheit (°F) y los Físicos utilizan la escala degrados Kelvin ( °K) Grados centigrados= = 0° P.de congelación 100° P: de ebullición Grados Kelvin= 273° P. de congelación 373° P. de ebullición Grados Fharenheit= 32° P. de congelación 212° P. de ebullición

16. Puntos de fusión y De ebullición

17. En la escala Celcius el punto de congelación del agua es de 0° y en la escala Fahrenheit es de 32°, en la Celcius el punto de ebullición es de 100° y en la Fahrenheit es de 212°. En la figura “a” vemos el punto de fusión: Al calentar un recipiente con hielo, mientras se funde este, el termómetro mantiene su columna de mercurio en cero grados. En la figura “b” vemos el punto de ebullición: Al sumergir el termómetro en un recipiente de agua caliente. El mercurio alcanza los 100°C como punto de ebullición del agua. a) b)

18. Estudios sobre el calor

19. La calefacción de las casas En nuestra propia casa o a nuestro alcance contamos con aparatos y máquinas que nos ayudan a darnos conformidad de climas, como es el aire acondicionado que jala el aire caliente de una habitación haciendollo llegar a unas barras que están completamente fría, luego los pasa por varios instrumentos y termina dandonos aire frío.

20. También contamos con termos que se basan en mantener la temperatura de un liquido, ya que cuenta con doble pared que es lo que hace posible el mantenimiento de la temperatura de este cuerpo.

21. TRANSFERENCIA DE CALOR

22. El calor como energía en tránsito

23. Todos los cuerpos al producir movimiento se dice que tienen calor, un pizarrón, aunque no se mueva tiene una pequeña cantidad de calor, esto es porque toda sustancia sólida tiene movimiento en sus moléculas y el calor es la energía producida por el movimiento de |las moléculas de un objeto,es así que por el calor o aumento de temperatura hace que el mercurio suba atrevas del tubo de un termómetro, esto lo hace por el fenómeno conocido como la dilatación.

24. Dirección de flujo de calor

25. La temperatura es la que determina la dirección en que fluye el calor de un cuerpo a otro, en el momento en que estén en contacto. Por tanto, la transferencia de calor siempre ocurre de los cuerpos de mayor a los de menor temperatura. Se puede evitar la transferencia de calor, por ejemplo cuando hace frío y estas acobijado, la cobija impide que el frío pase a tu cuerpo. En el calentamiento del aire y otros fluidos interviene la convención, que consiste en el flujo de masas calientes en fluidos, desde las capas mas bajas hasta las mas altas. También existe otro método del transpuso de calor, es el de radiación, por ejemplo, el sol nos traspasa calor a través de los rayos ultravioletas, que llegan a nosotros en 8 minutos dese el punto de distancia en que se encuentra el sol.

26. Equivalente mecánico del calor

27. Durante el transcurso del tiempo varios científicos habian observado que el calor se podía utilizar como una especie de energía mecánica, James Prescott Joule realizó experimentos, en el observó que el agua al ser agitada varias veces sufre un aumento de temperatura, lo que puede hacer funcionar diferentes artefactos. Concluyó que la energía mecánica y la energía que provoca la diferencia de temperaturas en el agua son equivalentes en cantidad. Generalmente, cuando 4.180 Joules de energía se transfieren a calor, cada gramo de agua eleva su temperatura 1°C es decir se obtiene un a caloría, es decir que 4.180 joules equivalen a 1 caloría.

28. El Joule como unidad de calor

29. El calor que se requiere para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 °C se define como una caloría. JOULE: Todas las formas de energía se miden en joules (J), es la medida mas utilizada en todo lugar. Aunque también se puede utilizar la caloría (cal) para saber el contenido nutricional de cada alimento. 1 Joule = .24 cal.

30. James Prescott Joule (1818-1889) Nació en Salford, Manchester, Inglaterra. Estudió como alumno privado de J. Dalton, quien le enseñó matemáticas, filosofía natural y química (1834-1837) INVESTIGACIONES En 1839 inició una serie de experimentos que lo condujeron a establecer la teoría mecánica del calor. En1840 descubrió la relación existente entre el paso de la corriente eléctrica por un conductor y la cantidad de calor producida. En 1843 calculó la equivalencia mecánico del calor. En 1852 demostró experimentalmente, junto con Thomson, el descenso e la temperatura que tiene lugar en una vena gaseosa cuando realiza una expansión sin ejecutar un trabajo, fenómeno que se conoce con el nombre de efecto Joule-Thomson En 1850 fue elegido miembro de la royal society. Descubrió la relación existente entre el paso de la corriente eléctrica por un conductor la cantidad de calor producida (1840) y calculó el equivalente mecánico del calor (1843). Cuando tenia 19 años empezó los estudios sobre la ley de conservación de la energía, en un motor eléctrico que el mismo construyó. Podía medir la cantidad de trabajo realizado por el motor para funcionar, sin embargo diseñó su propio método y sus propios instrumentos.

31. Efecto del calor sobre los cuerpos

32. Por lo regular a cada cuerpo que se le aplica calor su volumen aumenta, la dilatción es el incremento de volumen por aumento de temperatura, si tu pasa un esfera por un aro y cabe, luego calientas la esfera y al volver a tratar de pasar la esfera, esta ya no pasará , en este caso se dice que se aplica la dilatación. El calor especifico es el calor necesario para elevar la temperatura en un grado centígrado a un gramo de la sustancia seleccionada

33. El calor y las transformaciones del estado de la materia

34. Un sólido se dice que tiene forma propia, porque presenta una cohesión bastante alta en sus moléculas, en cambio un líquido no adquiere una forma propia, porque sus moléculas se encuentran separadas. Ebullición: Cuando el agua se vapora , pasa de líquido a gas, esto pasa cuando el agua está a una temperatura de 100°C, se le llama punto de ebullición. Condensación:Es cuando un gas se transforma en líquido, esto pasa cuando el gas se encuentra arriba del punto de ebullición, al quitarle calor, la temperatura del gas disminuirá y este se condensará, esto lo podemos apreciar al calentar agua, y tapamos el recipiente, cuando el agua hierva, levanta la tapa y veras que empieza a escurrir agua de donde se había concentrado el calor Fusión:Es cuando un cuerpo pasa de sólido a líquido, esto sucede cuando un cuerpo obtiene suficiente calor para que sus moléculas ya no se mantengan unidas y se convierta en sólido, esto lo podemos apreciar cuando sacas un hielo al aire libre y recibe calor se derritiera. Solidificación o congelación: Es cuando un líquido se convierte en sólido,cuando un líquido pierde calor sus moléculas adquieren mayor cohesión y hace que el líquido se congele, esto sucede cuando metes agua en el refrigerador, y vas un tiempo´ después , observas que el agua se convirtió en hielo Sublimación: Es cuando un sólido se convierte en gas, est lo podemos apreciar cuando sacas un hielo y ves que le sale como humito en la superficie, ahí se ve un caso de sublimación.

35. Máquinas térmicas

36. La termodinámica se puede decir que es el estudio de calor e y sus transformaciones en energía. Existen máquinas que trabajan con el calor o Máquinas térmicas, como podría ser las turbinas o el motor de un tren antiguo, aunque también hoy en día existen trenes que trabajen con vapor, los barcos, etc.. La primera ley de la termodinámica explica que cada vez que se adquiera calor este se convertirá en una forma de energía. Un sistema se define como un grupo bien determinado de átomos, moléculas, partículas y objetos.

37. Conversión parcial del calor en trabajo

38. La gasolina es transformada en calor al quemarse, pero no todo ese calor es aprovechado para realizar el movimiento del carro, en el cilindro del pistón se requiere aire para realizar la combustión, los gases calientes son expulsados y salen por el escape, dejandolo al aire libre, de aquí bien la contaminación, Rudolf Clausius realizó estudios para que todo el calor producido en el carro se utilice para su movimiento, que nada sea expulsado al ambiente. La entropía es la medida de la cantidad de desorden.La segunda ley de la termodinámica establece que a largo plazo, la entropía siempre aumenta.

39. Motor de combustión interna

40. El motor de combustión interna de 4 tiempos es llamado así, porque trabaja con una sucesión de cuatro tiempos del pistón en el cilindro. Primero:el cilindro baja, aspirando una mezcla de aire y combustible del carburador al cilindro a través de la válvula de admisión abierta. Segundo:la válvula se cierra, el pistón sube comprimiendo el aire y combustible hasta una catorceava parte de su volumen original. Tercero: una chispa eléctrica procedente de la bujía enciende el vapor comprimido y origina una explosión que empuja el pistón haya abajo con una carga de varias toneladas, La biela transforma el movimiento de arriba-abajo del pistón en movimiento rotativo del cigüeñal. Cuarto: la válvula de escape se abre, el pistón vuelve a subí, obliga a salir a los gases del cilindro para preparado para el siguiente tiempo de admisión y el ciclo siguiente.

41. El funcionamiento del refrigerador

42. Un refrigerador se encarga de producir una determinada cantidad de enfriamiento. Para ello se auxilia de un gas refrigerante ( amoniaco, freon 12, etc.)

43. CUERPOS SÓLIDOS Y FLUIDOS

44. SÓLIDOS Y FLUIDOS

45. SÓLIDOS Un sólido se considera porque tiene sus moléculas muy unidas, lo que hace que el objeto sea duro.

46. FLUIDOS Estos pueden ser líquidos o gases, se le llama así, porque se pueden escurrir, esto sucede porque la unión de sus moléculas es mínima.

47. Rigidez y fluidez

48. Se dice que un cuerpo sólido esta formado por átomos los cuales están unidos y forman moléculas, el cuerpo sólido es rígido, porque tiene una forma propia y puede ser trasladado si necesidad de usar un recipiente. La fluidez es caracterizada porque no adopta una forma propia, sino que adopta la forma del recipiente en que es metido, aunque algunos de ellos son indispensables para la vida, como el agua .

49. Gracias

50. Espero que este trabajo allá sido de su agrado, este trabajo fue realizado por el alumno José alexis García Cota, su servidor, gracias por haberme brindado este tiempo, se lo agradezco de antemano. José Alexis García Cota

51. Materia: Física

52. Esc sec; Gabriel Fco. Ojeda Agundez

53. Profr: Salvador Casillas

54. 3 - E "11"

55. La Paz B.C.Sur a 13 de octubre de 2002