temperatura

1. Introducción a
calor y
temperatura

2. Objetivos
• Comprender los conceptos de calor y temperatura.
• Aplicar las relaciones matemáticas correctas para
expresar una temperatura en las distintas escalas
termométricas.
• Reconocer las distintas formas de transmisión del calor.
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3. Calor y temperatura ╺ Temperatura
╺ Se puede decir que es una medida de la
energía cinética promedio de las
partículas de un cuerpo o sistema.
╺ Mientras más se muevan (vibren) las
partículas de un cuerpo, mayor será su
“temperatura”.
╺ Es una magnitud escalar y se puede
expresar en grados Celsius, Fahrenheit o
kelvin.
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╺ Calor
╺ Se define como la energía en
tránsito que fluye, natural y
espontáneamente, desde un
cuerpo o sistema más caliente
hacia otro más frio.
╺ Es una magnitud escalar y se mide
en:

4. Escalas Termometricas
La temperatura de un cuerpo puede expresarse
según diferentes escalas termométricas. Las más
usadas son: Celsius, Fahrenheit y kelvin.
Escala Celsius
╺ Creada en 1742 por el sueco Anders Celsius. En
esta escala, a la temperatura de fusión del hielo
se le asigna el 0 [ºC], y a la temperatura de
ebullición del agua se le asigna el valor 100 [ºC].
Escala Fahrenheit
╺ Creada en 1724 por Gabriel Fahrenheit
(alemán); en esta escala, la temperatura de
fusión del hielo corresponde a 32 [ºF], y la
temperatura de ebullición del agua corresponde
a 212 [ºF].
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5. ╺ Escala kelvin o absoluta
╺ Creada en 1848 por el británico
William Thomson (lord Kelvin).
La escala absoluta incluye la
temperatura teórica más baja
posible, el cero absoluto o 0
[kelvin] .
╺ En esta escala, la temperatura
de fusión del hielo corresponde,
aproximadamente, al 273 [K], y
la de ebullición del agua al 373
[K].
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6. Ejercicio
╺ ¿A cuántos grados Celsius equivalen , 0 [K], 100
[K] y 273 [K]?
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7. Transmisión de calor
El calor puede transmitirse de tres formas distintas, que dependerá del
medio por el cual se propague.
╺ Conducción
╺ El calor (energía) se transmite de
una partícula a otra, avanzando
paulatinamente por el material.
Esta forma de propagación del calor
ocurre solo en los sólidos.
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8. 8
╺ Convección
╺ Corresponde a la
transmisión del
calor en los fluidos
(líquidos y gases),
debido a corrientes
cálidas ascendentes
y frías
descendentes.
Corrientes cálidas
ascendentes
Corrientes frías
descendentes
En la atmósfera

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Radiación
Corresponde a la
transmisión del calor por
medio de ondas
electromagnéticas
(principalmente del
espectro infrarrojo),
pudiendo viajar
grandes distancias a través
del vacío, sin calentar el
espacio intermedio.
Fotografía térmica: los seres
vivos irradiamos calor

10. Objetivo
- Reconocer fenómenos asociados a la variación de
temperatura en los cuerpos.
- Comprender el fenómeno de dilatación y contracción.
- Comprender el fenómeno de la Anomalía del Agua.
- Comprender los conceptos de capacidad calórica,
calor específico, equilibrio térmico y calor latente de
cambio de fase.
- Reconocer las distintas fases de la materia y las reglas
que rigen los cambios de fase.
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11. Dilatación y Contracción
Al variar la temperatura de un cuerpo son varios los efectos que este puede
experimentar. Algunos de ellos son: los cambios de fases, deformación, el
aumento de tamaño (dilatación) o la disminución de tamaño (contracción).
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12. Dilatación – contracción de cuerpos lineales
╺ Cuando un cuerpo posee una sola dimensión importante, siendo las
otras dos despreciables respecto de la primera, se dice que es un
cuerpo “lineal”.
╺ En general, al variar la temperatura de un cuerpo lineal, su longitud
cambiará aumentando si esta se eleva, o disminuyendo si esta
decrece. Así, el cuerpo se dilatará al calentarse, y se contraerá al
enfriarse.
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Juntas de dilatación: son
espacios que permiten la
dilatación y contracción en
las estructuras.
  
i
L L T
L
i
L

13. Dilatación – Contracción de cuerpos superficiales
╺ Estos cuerpos poseen dos
dimensiones importantes (largo y
ancho), siendo la tercera (alto)
despreciable respecto de las otras
dos; en este caso se dice que el
cuerpo es “superficial”.
╺ En general, al variar la temperatura
de un cuerpo superficial su área o
superficie cambiará, dilatándose al
calentarse o contrayéndose al
enfriarse.
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  
i
S S T
S
i
S

14. Dilatación – contracción de cuerpos volumétricos
╺ Cuando todas las dimensiones de un cuerpo son
relevantes, no existiendo dimensiones despreciables
respecto de las demás, entonces se dice que el cuerpo es
“volumétrico”.
╺ La dilatación o contracción afecta el volumen del cuerpo;
todo el cuerpo “crece o se encoge” al variar su
temperatura
14   
i
V V T
i
V
V

15. Anomalía del agua
Cuando enfriamos agua, a partir de los 4 [ºC] comienza a dilatarse, aún cuando su temperatura siga
disminuyendo
Si tenemos agua a 0 [ºC], al aumentar su temperatura comenzará a contraerse, al contrario de lo esperado;
esto sucederá así hasta los 4 [ºC]. A partir de esta temperatura, el agua comienza a comportarse de
manera “normal”, es decir, se dilatará al calentarse y se contraerá al enfriarse.
Recuerda, este comportamiento anómalo del agua solo se presenta entre los
0 [ºC] y los 4 [ºC].
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Volumen v/s temperatura
Densidad v/s temperatura
Densidad
(g/mL)
Temperatura (ºC)

16. 16
Es la cantidad de calor que un cuerpo debe absorber o ceder para elevar o
disminuir, respectivamente, su temperatura en 1 [ºC].
La capacidad calórica se designa por C y es característica de cada
cuerpo.
Mientras mayor sea la capacidad calórica del cuerpo, más costará
calentarlo o enfriarlo.
Capacidad calórica
Q
C
T



17. 17
Se define como la capacidad calórica por unidad de masa.
Es característica de cada material y se calcula como:
• Calor específico
 

C Q
c
m m T
  
Q m c T
El calor específico del agua es: 1 [cal/g °C]

18. Equilibrio térmico
╺ Al aislar dos cuerpos a distinta temperatura, fluirá calor
desde el cuerpo más caliente (quien cederá calor,
enfriándose) hacia el cuerpo más frío (quien absorberá calor,
calentándose) hasta que sus temperaturas se igualen;
cuando esto suceda, el sistema se encontrará en equilibrio
térmico.
18
Calor

19. 19
Principio calorimétrico de mezclas
Al mezclar dos materiales a distinta temperatura en un sistema en
donde el calor no pueda entrar ni escaparse hacia el exterior (sistema
adiabático), todo el calor cedido por el material a mayor
temperatura será completamente absorbido por aquel a menor
temperatura.

20. 20
Cambios de fase

21. Profesora: Nadia Fuentes Guía de aprendizaje de Física
4° medio Electivo
Nombre: ____________________________________________Curso: ___________ Fecha: _________
Objetivo: Relacionar, aplicar y analizar los conceptos de temperatura y calor.
Introducción:
 Desarrolla los ejercicios en tu cuaderno con lápiz pasta.
 Envía fotos de la guía desarrollada al Email:
nadia.fuentesfuenzalida@gmail.com
Desarrollo
1. ¿Qué es la temperatura?
2. ¿Qué es el calor?
3. ¿En qué se diferencian la temperatura y el calor?
4. ¿Cómo se relacionan la temperatura y el calor?
5. ¿Cómo se miden?
6. ¿Cómo se propaga el calor?
7. ¿Qué ocurre con los átomos cuando un cuerpo cede o absorbe calor?
8. Para medir la temperatura de un apersona debemos mantener el termómetro en
contacto con ella durante cierto tiempo, ¿Por qué?
9. La temperatura normal del cuerpo humano es de 36°C. Exprese esta
temperatura en escala Kelvin.
10.La temperatura de un cuerpo se elevó en 52°C. ¿Cuál fue la elevación de la
temperatura Kelvin del mismo?
11.Explique por qué un vaso de vidrio común probablemente se romperá si se llena
parcialmente con agua hirviendo.
12.¿Por qué si lo llenamos por completo hay menos probabilidad de que se
rompa?
13.Suponga que una vía de ferrocarril se construyó con rieles de cierta longitud L,
dejando entre ellos juntas de dilatación de 1 cm de amplitud
a) Si la vía se construyera con rieles de mayor longitud que L, ¿las juntas de
dilatación deben tener una amplitud mayor, menor o igual a 1 cm? Explique
b) ¿Por qué, si se produce un incendio sobre una vía férrea, los rieles se deforman
a pesar de la existencia de las juntas de dilatación?
14.Comparte opiniones con tus compañeras analizando las siguientes situaciones:
Dos bloques del mismo material y a distinta temperatura se aíslan y se ponen en
contacto tA = 150°C tB = 100°C
a) Después de un intervalo de tiempo ¿qué
sucede con tA y tB?
b) Después de un intervalo de tiempo ¿qué
sucede con la energía interna de los bloques
A y B?
c) ¿Qué tipo de transferencia de calor se
produce y desde cual bloque se transfiere?
d) Suponga que se transfieren 100 cal desde un
bloque a otro, ¿cuál es dicho valor en Joule?
e) Imagine que alguien toma uno de los bloques
y lo saca de su aislación para dejarlo sobre una mesa a temperatura ambiente
de 20°C, luego de 24 horas ¿qué le sucederá al bloque, y por qué se produce?
f) Imagine que el bloque se encuentra a temperatura ambiente, ¿Por qué al tocarlo
se siente frío?
g) Si una persona toma un bloque de plomo y lo golpea con un martillo se observa
que aumenta su temperatura, ¿Cuál es la causa de este aumento de
temperatura?
h) Suponga que el trabajo realizado por el martillo en el bloque de plomo es de 836
joule, ¿Cuál es la cantidad de calor en calorías que se debiera suministrar al
bloque de plomo para producir el mismo incremento de temperatura?