El documento explica la diferencia entre calor y temperatura. El calor se refiere a la energía cinética total de las moléculas de un objeto, mientras que la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas. Aunque están relacionadas, el calor y la temperatura son conceptos distintos.

1. Todos sabemos que cuando calentamos
un objeto su temperatura aumenta. A
menudo pensamos que calor y
temperatura son lo mismo. Sin embargo
este no es el caso.
El calor y la temperatura
están relacionadas entre si,
pero son conceptos
diferentes.

2. DIFERENCIADIFERENCIA
CALOR TEMPERATURA
Es la suma de la energía
Cinética de todas las moléculas
De una sustancia
Es una medida de la energía cinética media
De las moléculas que conforman
Un cuerpo o sustancia
depende de la velocidad de
las partículas, su número,
su tamaño y su tipo
es energía
no es energía, sino,
Una medida de ella

3. LA TEMPERATURA esta relacionada con cambios en el
movimiento irregular y desordenado de las
moléculas.
Por ejemplo: cuando 2 cuerpos con diferentes
temperaturas se ponen en contacto, se transfiere
ENERGÍA TÉRMICA, cuya intensidad dependerá de la
cantidad de moléculas contenidas en la sustancia
(masa).

4. Es decir, 2 cuerpos pueden tener LA MISMA TEMPERATURA pero DIFERENTE ENERGÍA
TÉRMICA.
2L
200 ml
Por ejemplo: si de 1 jarra que contiene 2L de agua
viertes 200 ml en 1vaso, vas a tener 2 recipientes
con agua a la misma temperatura, pero, el agua de
la jarra tendrá mayor energía térmica que la del
vaso, simplemente porque la de la jarra tiene más
moléculas que la del vaso.
Mientras más moléculas contiene un cuerpo, mayor es su energíaMientras más moléculas contiene un cuerpo, mayor es su energía
térmica.térmica.
LA ENERGIA TÉRMICA es la suma de las energías
cinética y potencial interna de un cuerpo o sustancia.

5. La energía térmica se transfiere de unLa energía térmica se transfiere de un
cuerpo a otro, del más caliente al más fríocuerpo a otro, del más caliente al más frío
Por ejemplo:

8. Si el contacto dura un tiempo suficiente, los 2
cuerpos adquirirán la misma temperatura.
Se dice entonces que han alcanzado el
EQUILIBRIO TÉRMICO.

9. ¿Cuál de las 2 tazas de café tiene
mayor cantidad de calor, si
ambas se encuentran a 70 °C ?
Ejercicio CALOR y TEMPERATURA
500
ml
250 ml
R= como te habrás dado cuenta en los 2 recipientes, la energía
cinética media de cada molécula es la misma, por lo tanto la
temperatura también es igual (70 °C).
Pero la taza de 500 ml tiene una mayor cantidad de liquido que
la de 250 ml, la suma de la energía cinética media de todas las
moléculas (calor) será mayor en el recipiente más grande.

10. Desde que somos pequeños obtenemos los primeros indicios de temperatura,
mediante sensaciones de frío y calor; por ejemplo cuando tocamos la placa de
una estufa para saber que tan caliente se encuentra, pero no podemos estar
asiendo esto siempre, ya que si esta muy caliente corremos el riesgo de sufrir
quemaduras graves, además de que nuestras mediciones de temperatura serían
muy imprecisas.
Es por esto que se invento el termómetro.
En la actualidad existe una gran cantidad de termómetros para medir
temperaturas desde las más bajas hasta las más altas.

11. EL TERMÓMETRO es un dispositivo que sirve para
medir la temperatura.
Existen diferentes tipos de termómetros, sin
embargo, todos funcionan de la misma manera.
Termómetro
ambiental
El funcionamiento de los
termómetros se basa en una
propiedad llamada
TERMOMÉTRICA, es decir, una
propiedad física de los cuerpos
que varía de acuerdo con el
incremento o decremento de la
temperatura.

12. Galileo Galilei inventó el primer termómetro en 1593.
Consistía en un bulbo ubicado en el extremo
de un tubo de vidrio, cuyo extremo inferior
iba introducido en un depósito de agua.
Marcaba si la temperatura tenia una variación de
frío a caliente pasando por una temperatura
“normal”.No estaba numéricamente calibrado. Se
usaba para medir temperatura del medio
ambiente e incluso temperatura corporal.
¿Cómo se usaba?
El medico introducía primero el bulbo en su propia boca. Al calentarse el aire del
bulbo, el nivel del agua bajaba y el médico colocaba una marca; luego introducía el
bulbo del mismo termómetro en la boca del paciente; si el agua se movía a la
misma posición que la anterior, el médico concluía: “si la temperatura de este
individuo es igual a la mía, él está bien.”

13. Conforme han pasado los años, se han ido modificando este termómetro de
acuerdo a las distintas necesidades de medición que se han presentado.
El más conocido y usado es el termómetro de mercurio.
También llamado termómetro clínico.
Consiste en un tubo de vidrio con una
cavidad capilar en su interior que lleva en
la parte inferior un bulbo que contiene
mercurio; el calor dilata el mercurio, el cual
sube por la cavidad capilar
Este termómetro tiene un uso muy limitado, ya que no resiste
las altas temperaturas, pues la presión del liquido en su interior
lo hace explotar, mientras que a bajas temperaturas el
mercurio se congela.

14. Actualmente se emplean 3 escalas para medir la temperatura y cada
una de ellas utiliza unos puntos de referencia distintos
ESCALA CELSIUS: (Andrés Celsius,1742)
A nivel del mar, el agua hierve a 100 °C y se
congela a 0 °C . Estas medidas se conocen como
punto de ebullición y de congelación
respectivamente.
ESCALA FAHRENHEIT: (Gabriel Fahrenheit,1714)
El punto fijo superior en esta escala es la
temperatura del agua en ebullición a la presión
normal (76 cmHg), que es de 212 °F. Para el punto
inferior, se toma el punto de fusión del hielo, que es
de 32°F.
ESCALA KELVIN: (William Kelvin)
Propuso llamar cero absoluto a la menor
temperatura posible. El punto de ebullición del
agua es de 373K mientras que el de congelación
es de 273 K.

15. Cada una de las tres escalas de temperatura discutidas nos permite
medir la energía del calor de una manera ligeramente diferente.
Una medida de la temperatura en cualquiera de estas escalas
puede ser fácilmente convertida a otra escala usando esta simple
fórmula.
°C=(°F-32)/1.8
°C=K-273
°F=32+(1.8*°C)
°F=((K-273)*1.8)+32
K=°C+273
K=((°F-32)/1.8))+273

16. 38°F a K
K=((°F-32)/1.8)+273
K=((38-32)/1.8)+273
K=(6/1.8)+273
K=3.33+273
K=276.33
150°C a °F
°F=32+(1.8*°C)
°F=32+(1.8*150)
°F=32+(270)
°F=302
360K a °C
°C=K-273
°C=360-273
°C=87
114K a °F
°F=((K-273)*1.8)+32
°F=((114-273)*1.8)+32
°F=(-159*1.8)+32
°F=-286.2+32
°F=-254.2
58°F a °C
°C=(°F-32)/1.8
°C=(58-32)/1.8
°C=26/1.8
°C=14.44
100 °C a K
K=°C+273
K=100+273
K=373
EJERCICIOS:

17. El calor produce varios cambios en la materia uno de ellos es elEl calor produce varios cambios en la materia uno de ellos es el
cambio de fase.cambio de fase.

18. CAMBIO DE VOLUMEN
Se producen cambios en el espacio que
ocupan las sustancias

19. CAMBIO DE COLOR
Se producen cambios en el color de las sustancias luego de
aplicar calor
Sulfato de cobre

20. Es el aumento de las dimensiones (longitud, superficie y volumen)
de un cuerpo debido a los cambios de temperatura.
DILATACION
LINEAL SUPERFICIAL CÚBICA

21. La dilatación lineal sucede cuando alambres, varillas, barras se
calientan y aumentan su longitud.
A esta propiedad de dilatación de los materiales se le denomina
coeficiente de dilatación lineal.
el coeficiente de dilatación lineal se representa con la letra
griega alfa (α).
α = coeficiente de dilatación lineal (1/°C o °C-1
)
Lf =longitud final (m)
Li =longitud inicial (m)
Tf =temperatura final (°C)
Ti =temperatura inicial (°C)
α= Lf-Li
Li ( Tf-Ti)
Lf= Li[1+ α (Tf-Ti)]

22. MATERIAL α (1/°C)
Fierro 11.8 x 10-6
Aluminio 24 x 10-6
Cobre 16.6 x 10-6
Plata 18.3 x 10-6
Plomo 27.3 x 10-6
Níquel 12.5 x 10-6
Acero 11.5 x 10-6
Zinc 25.4 x 10-6
Vidrio 7.3 x 10-6
El coeficiente de dilatación lineal depende del tipo de material,
ya que cada uno tiene un comportamiento diferente ante un
aumento de temperatura.

23. PROBLEMA:
Los alambres del alumbrado eléctrico son de cobre. Supongamos que los
postes están separados 25m y que los alambres están tensos en un día de
invierno, cuando la temperatura es de 0°C ¿cuál será la longitud de cada
alambre en un día de verano con una temperatura de 30°C?
DATOS
α Cobre=16.6 x10-6
Li=25m
Ti=0°C
Tf=30°C
Lf=?
FORMULA
Lf= Li[1+ α (Tf-Ti)]
PROCEDIMIENTO/RESULTADO
Lf= Li[1+ α (Tf-Ti)]
Lf=25m[1+16.6 x10-6
°C-1
(30°C-0°C)]
Lf=25m[1+16.6 x10-6
°C-1
(30°C)]
Lf=25m[1+0.000498]
Lf=25m[1.000498]
Lf=25.01m

24. En el estudio de la dilatación superficial, es decir, el aumento en el área de
una variación de temperatura, se observan las mismas leyes de dilatación
lineal.
El coeficiente de dilatación se denomina beta (β). Su valor también depende
del material del que este hecho y equivale al doble del coeficiente de
dilatación lineal, es decir: β=2 α
Sf= Si[1+ β (Tf-Ti)]
Sf =superficie final (m2
)
Si =superficie inicial (m2
)
β= coeficiente de dilatación superficial (1/°C o °C-1
)
Tf =temperatura final (°C)
Ti =temperatura inicial (°C)

25. PROBLEMA:
El fondo de un recipiente cilíndrico de latón es de 314 m2
con una temperatura de
0°C. Calcular su superficie cuando está a 150°C.
DATOS
Si=314m2
Ti=0°C
Tf=150°C
α latón=18 x10-6
β=2 α
β=36x10-6
Sf=?
FORMULA
Sf= Si[1+ β (Tf-Ti)]
PROCEDIMIENTO/RESULTADO
Sf= Si[1+ β (Tf-Ti)]
Sf=314m2
[1 + 36x10-6
°C-1
(150°C-0°C)]
Sf= 314m2
[1 + 36x10-6
°C-1
(150°C)]
Sf=314m2
[ 1 +0.0054]
Sf=314m2
[1.0054]
Sf=315.69m2

26. Es el incremento de longitud, ancho y grueso de un cuerpo sólido debido al
incremento de la temperatura. Esta variación de volumen sigue las mismas
reglas que las dilataciones anteriores.
El coeficiente de dilatación volumétrica se representa por la letra griega
gamma [ ]ɣ y es el triple de la dilatación lineal. = 3 αɣ
Vf= Vi [1+ ɣ (Tf-Ti)]
Vf =superficie final (m3
)
Vi =superficie inicial (m3
)
ɣ = coeficiente de dilatación volumétrica (1/°C o °C-1
)
Tf =temperatura final (°C)
Ti =temperatura inicial (°C)

27. PROBLEMA:
Un cubo de aluminio, cuya arista mide 2m esta a 15°C.
Calcular su volumen a 65°C.
DATOS
Vi=8m3
Ti=15°C
Tf=65°C
α aluminio=24 x10-6
=3 αɣ
=72x10ɣ -6
Vf=?
FORMULA
Vf= Vi [1+ (Tf-Ti)]ɣ
PROCEDIMIENTO/RESULTADO
Vf= Vi [1+ (Tf-Ti)]ɣ
Vf=8m3
[1+72x10-6
°C-1
(65°C-15°C)
Vf=8m3
[1+72x10-6
°C-1
(50°C)
Vf=8m3
[1+0.0036]
Vf=8m3
[1.0036]
Vf=8.0288m3

28. EL CALOR es una forma de energía llamada energía térmica o
energía calorífica
Por lo tanto, las unidades para medir el calor son las mismas del
trabajo y de la energía.
En el Sistema internacional, el calor se mide en Joules 1J = 1Nm
En el sistema CGS se mide en ergios 1erg = Dcm
Su equivalencia es la siguiente:
1J = 107
erg

29. Además de estas unidades también se utilizan unidades como:
CALORIA (cal): es la cantidad de calor aplicado a 1gr de agua para
elevar su temperatura 1°C.
KILOCALORIA (Kcal.) es un múltiplo que equivale a 1000 cal, es
una unidad que normalmente se utiliza para los alimentos
BTU es la cantidad de calor aplicada a 1libra (450gr) de agua para
que se eleve su temperatura 1°F
1BTU = 252 cal = 0.252 Kcal.
La relación entre la caloría y el Joule es:
1 Joule = 0.25 cal
1 Cal = 4.2 Joule

30. El CALOR ESPECIFICO es la cantidad de calor que necesita 1gr de
una sustancia para elevar su temperatura 1°C.
Ce= Calor específico (cal/ g°C)
Q= Cantidad de calor (cal o Kcal.)
m= masa de la sustancia (gr.)
Tf= temperatura final (°C)
Ti= temperatura inicial (°C)
Q= Ce • m (Tf-Ti)Q
m
(Tf-Ti)
Ce=

31. SUSTANCIA Ce en Cal/g (°C)
Agua 1.000
Hielo 0.500
Vapor 0.480
Hierro 0.115
Cobre 0.093
Aluminio 0.220
Plata 0.056
Vidrio 0.200
Mercurio 0.033
Plomo 0.031
Latón 0.094
Oro 0.030

32. PROBLEMA: CALOR ESPECIFICO
Calcula es Ce de una masa de 30g que absorbe 7.5 kcal. Al aumentar su
temperatura de 45°C a 140 °F.
DATOS
m= 30g
Q= 7.5Kcal = 7500 cal
Ti= 45°C
Tf= 140°F = 60°C
Ce=?
FORMULA
Q
m (Tf-Ti)
Ce=
PROCEDIMIENTO/RESULTADO
Ce= 7500 cal
30g (60°C - 45°C)
Ce= 7500 cal
30g (15°C)
Ce= 7500 cal
450g °C
Ce= 16.66 cal/g°C

33. PROBLEMA: CANTIDAD DE CALOR
Cual es la cantidad de calor necesaria para que 2kg de plomo eleven su
temperatura de 20°C a 100°C
DATOS
m=2K =2000g
Ti= 20°C
Tf= 100°C
Ce= 0.031 cal/g °C
Q=?
FORMULA
Q= Ce • m (Tf-Ti)
PROCEDIMIENTO/RESULTADO
Q= Ce • m (Tf-Ti)
Q=(0.031cal) (2000g) [100°C-20°C]
g °C
Q=(0.031cal) (2000g) [80°C]
g °C
Q=(62cal) (80)
Q=4,960 cal

34. Los mecanismos de transmisión del calor se pueden agrupar en tres
formas básicas diferentes:
•Conducción
•Convección
•Radiación

35. La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica
entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto
de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre
diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas
La conducción del calor es muy reducida en el espacio ultra alto vacío y es nula
en el espacio vacío ideal, espacio sin energía.
El principal parámetro dependiente del material
que regula la conducción de calor en los
materiales es la conductividad térmica, una
propiedad física que mide la capacidad de
conducción de calor o capacidad de una
sustancia de transferir el movimiento cinético de
sus moléculas a sus propias moléculas
adyacentes o a otras substancias con las que
está en contacto. La inversa de la conductividad
térmica es la resistividad térmica, que es la
capacidad de los materiales para oponerse al
paso del calor.

36. La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se
caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que
transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección
se produce únicamente por medio de materiales fluidos.
Éstos, al calentarse, aumentan de volumen
y, por lo tanto, disminuyen su densidad y
ascienden desplazando el fluido que se
encuentra en la parte superior y que está a
menor temperatura.
Lo que se llama convección en sí, es el
transporte de calor por medio de las
corrientes ascendente y descendente del
fluido.

37. El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de
ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un
medio material.
La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (Rayos X, Rayos
UV, etc.) se llama radiación electromagnética, mientras que la radiación
corpuscular es la radiación transmitida en forma de partículas subatómicas
(partículas α, neutrones, etc.) que se mueven a gran velocidad en un medio o el
vacío, con apreciable transporte de energía.
Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el
medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario
se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la
radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria.
Son radiaciones ionizantes los
Rayos X, Rayos γ, y Partículas α,
entre otros. Por otro lado,
radiaciones como los Rayos UV y las
ondas de radio, TV o de telefonía
móvil, son algunos ejemplos de
radiaciones no ionizantes.

38. Esta ley, descubierta por Avogadro a principios
del siglo XIX, establece la relación entre la
cantidad de gas y su volumen cuando se
mantienen constantes la temperatura y la
presión.
Recuerda que la cantidad de gas la medimos
en moles.

39. ¿Por qué ocurre esto?
Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al
haber mayor número de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con
las paredes del recipiente lo que implica (por un instante) que la presión dentro
del recipiente es mayor que la exterior y esto provoca que el émbolo se desplace
hacia arriba inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre las paredes
(es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas
contra las paredes disminuye y la presión vuelve a su valor original.
Podemos expresar la ley de Avogadro así:
(el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)
Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1
que ocupa un volumen
V1
al comienzo del experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo
valor n2
, entonces el volumen cambiará a V2
, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Avogadro.

40. Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme
Mariotte también llegó a la misma conclusión que
Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta
es la razón por la que en muchos libros
encontramos esta ley con el nombre de Ley de
Boyle y Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas
en un recipiente cerrado es inversamente
proporcional al volumen del recipiente, cuando la
temperatura es constante.

41. Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en
llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de
tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la
frecuencia de choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es
menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la
presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen
constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
La expresión matemática de esta ley es:
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1
que se encuentra a una presión
P1
al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor
V2
, entonces la presión cambiará a P2
, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

42. ación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la
temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando
se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al
enfriar el volumen disminuía.
El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:
•Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.
•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

43. ¿Por qué ocurre esto?
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más
rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere
decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se
producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y
aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión
se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen
constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo
valor.
Matemáticamente podemos expresarlo así:
(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1
que se encuentra a una
temperatura T1
al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta
un nuevo valor V2
, entonces la temperatura cambiará a T2
, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Charles.

44. Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen
es constante
Fue enunciada por Joseph Louis Gay- Lussac a principios de 1800.
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando
el volumen es constante.
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

45. ¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y
por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la
presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre
la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1
y a una
temperatura T1
al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un
nuevo valor T2
, entonces la presión cambiará a P2
, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura
absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en
Kelvin.

46. “El volumen de una masa gaseosa es inversamente proporcional a
la presión a la que es sometida y directamente proporcional a la
temperatura absoluta, y esta condición es una constante”
P1V1 = P2V2
T1 T2
P1V1 T1 son las condiciones iniciales
P2V2T2 son las condiciones finales

47. En realidad en la naturaleza no existe un gas ideal, sin
embargo, hipotéticamente es útil manejar el concepto para
hacer algunos cálculos matemáticos. Las características
de un gas ideal son:
Un gas esta constituido por moléculas de igual tamaño y
masa, pero una mezcla de gases diferentes, no.
Se le supone con un número pequeño de moléculas, así
su densidad es baja y su atracción molecular es nula.
El volumen que ocupa el gas es mínimo, en
comparación con el volumen total del recipiente.