Este documento introduce conceptos clave sobre calor y temperatura. Explica que calor y temperatura son diferentes, y describe estados de la materia, tipos de calor como sensible y latente, formas de propagación del calor, y conceptos como capacidad y calor específico. El objetivo es ayudar a los estudiantes a distinguir entre calor y temperatura y entender mejor la termodinámica.

2.  Antecedentes del calor
 Temperatura
 Estados de agregacion de la materia
 Calor
 Cantidad de calor
 Capacidad calorifica
 Calor epecifico
 Forma de propagación de los cuerpos
 Calor sesible
 Calor latente
 Dilatacion

3. Introducción
Uno de los problemas más frecuentes en el estudio de la
física en alumnos del nivel medio superior es la
interpretación de calor y temperatura, ya que comúnmente
ambos conceptos los manejan como iguales, por lo que
este material pretende mostrar las diferencias,
organizando la información desde lo general a lo particular,
por lo que podrá utilizarlo para orientar su estudio y sentar
la base para el entendimiento de la termodinámica.
En este material cada vínculo se establece de manera
sencilla para cualquier alumno con conocimientos básicos
en el uso de la computadora

4. ANTECEDENTES DEL CALOR
Antes se creía que dos sustancias
alcanzaban su equilibrio térmico al transferir
una sustancia llamada ‘’calórico’’. El
postulado era que todos los cuerpos
contenían una cantidad de calórico
proporcional a su temperatura.

5. Por lo tanto cuando un objeto de mayor
temperatura entraba en contacto con otro objeto
de menor temperatura transfería calórico hasta
que las temperaturas se igualaran.

6. El primero en poner en duda este postulado fue
el conde Rumford de Baviera, Rumford diseño
un experimento en el cual taladraba un cañón de
metal haciendo parecer al cañón una fuente de
calórico inagotable, él sugirió que la explicación
tenía que ver con el movimiento.

7. De aquí surgió la idea que el trabajo mecánico
era responsable de la generación de calor,
posteriormente, James Prescott Joule
estableció la equivalencia de calor y trabajo.
1caloría =4.18 Joule

8. TEMPERATURA
Se le llama a la energía asociada con el movimiento
molecular al azar, pero no es posible medir las
posiciones y la velocidad de cada molécula en un
mismo tiempo, por lo que se considera el valor
promedio de esta energía de movimiento

9. Los instrumentos para medir la temperatura
son los termómetros y hay de varios tipos: de
mercurio, de lámina bimetálica, termopar,
etc.

10. Las escalas mas usadas para medir temperatura
son:
• dos escalas absolutas, y
• dos relativas

11. Estados de agregación de la materia
Existe una teoría llamada cinética molecular, que menciona
que los estados de agregación de la materia, están en
función de esa energía de movimiento, de tal forma que al
incrementar su energía un cuerpo podrá modificar su
estado.

12. Calor
Es la energía térmica ganada o perdida cuando
dos cuerpos se ponen en contacto, siempre y
cuando entre ellos haya una diferencia en el
valor de su energía térmica, se dice que hay un
flujo o una energía en tránsito.

13. CANTIDAD DE CALOR
No se trata de la energía que el objeto posea sino de la energía que el
mismo cede o absorbe, el calor es simplemente otra forma de energía
que solo puede medirse en términos del efecto que produce. La unidad
del sistema internacional para medir la cantidad de calor es el Joule, sin
embargo hay tres formas antiguas para medir la energía térmica que
son:
Caloría (cal): es la cantidad de calor necesario para elevar la
temperatura de 1 g de agua en un grado Celsius.
Kilocalorías (kcal): es la cantidad de calor necesario para elevar la
temperatura de 1 kg de agua a un grado Celsius.
Unidad Térmica Británica (BTU): es la cantidad de energía necesaria
para elevar una libra- masa (lb) en un grado Fahrenheit.

14. Las equivalencias de estas unidades de cantidad de calor son:
1 BTU= 252 cal = 0.252 kcal
Los resultados más aceptados para la relación cuantitativa de los Joules
con los anteriores son:
1 cal= 4.186 J
1 kcal= 4186 J
1 BTU= 778 ft*lb
Joule realizó un experimento para hacer una relación cuantitativa entre
de las unidades antiguas para medir el calor (kcal, cal, BTU) y las
unidades tradicionales de energía mecánica. En este, la cantidad de
calor absorbida se media partiendo de la masa y del incremento de la
temperatura del agua

15. EXPERIMENTO DE JOULE

16. CAPACIDAD CALORÍFICA
Es la relación del calor suministrado o absorbido con respecto
al correspondiente incremento de temperatura.
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 =
𝑄
∆𝑡
Debido a su estructura atómica, los materiales absorben de
manera diferente la energía calorífica.

17. CALOR ESPECÍFICO
Es la relación del calor absorbido o cedido entre el producto de la
cantidad de masa y la variación de temperatura provocada
𝐶𝑒 =
𝐶
𝑚
𝐶𝑒 =
𝑄
∆𝑡
𝑚
𝐶𝑒 =
𝑄
𝑚∆𝑡
Como el calor especifico es una propiedad del material usado para
la construcción del objeto es una constante para todos los objetos
hechos de un material determinado.

18. Como ya se ha establecido gran número de los
calores específicos, esta fórmula se utiliza para
obtener la energía térmica liberada o absorbida.
𝐶𝑒 =
𝑄
𝑚∆𝑡
𝑄 = 𝑚𝐶𝑒 ∆𝑡

20. Formas de propagación del calor
El principio de equilibrio térmico nos dice que siempre que los
objetos se coloquen juntos en un medio aislado finalmente alcanzaran
las misma temperatura. Esto es el resultado de una transferencia de
energía térmica de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor
temperatura. Si la energía debe conservarse decimos que el calor
perdido por los cuerpos calientes será igual al calor ganado por los
cuerpos fríos.
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜
Para demostrar que el calor ganado es igual al calor perdido se usa
un calorímetro que evita quela energía térmica sea absorbida por el
ambiente y así poder medir con mayor exactitud la energía cedida o
ganada.

21. CALORÍMETRO

22. FORMAS DE PROPAGACIÓN DE LOS CUERPOS
Los cuerpos ceden o absorben el calor mediante tres formas de
propagación:
Conducción. Propagación que se da en la mayoría de los sólidos y
es debida a la propagación sucesiva de uno a otro átomos sin que
estas partículas sufran ninguna traslación dentro del cuerpo.

23. Convección. Es el proceso de transferencia que se da
mayormente en fluidos (líquidos y gases).
La fuente emisora propaga el calor por conducción a las
moléculas del fluido que están más cercanas por tanto el
volumen de esta capa aumenta y su densidad disminuye,
haciendo que se desplace hacia la parte superior para ser
desplazada por una capa de menor temperatura y menor
volumen y por ende mas densa, a este movimiento se le
denomina corrientes de convección

24. Muchos de los fenómenos naturales como son los
vientos, el ciclo hidrológico etc. Son explicados por este
comportamiento.

25. Radiación. Es la forma de propagación cuando no existe
contacto entre el cuerpo de mayor temperatura y el de
menor temperatura, todos los cuerpos “caliente” emiten
radiación térmica, esta como los rayos X, la luz, las ondas
de radio se llaman ondas electromagnéticas, por lo tanto
se propagan en el vacío.

26. Debido al efecto que se produce en
los cuerpos al ceder o ganar “calor”,
existen dos tipos de calor:
 Calor sensible
 Calor latente
TIPOS DE CALOR

27. Calor sensible
Es la energía calorífica o calor cedido o absorbido por
un cuerpo para elevar su temperatura.
En la naturaleza existen muchos fenómenos que se
explican con el calor sensible, por ejemplo el
enfriamiento de nuestro cuerpo al salir de nuestra
casa en un mañana fría, el calentamiento de nuestros
alimentos sin que exista un cambio de fase o estado,
etc.

28. CALOR LATENTE
El calor latente de fusión y el calor latente de vaporización son las pérdidas
o ganancias de calor en una masa (m) durante un cambio de fase, no hay
cambio alguno de temperatura.
El calor latente de fusión: 𝜆 𝑓 es el calor por unidad de masa necesario para
cambiar una sustancia de fase sólida a liquida a su temperatura de fusión.
𝜆 𝑓=
𝑄
𝑚 Q= 𝑚 𝜆 𝑓
El calor latente de vaporización 𝜆 𝑣 de una sustancia es el calor por unidad
de masa necesario para cambiar la sustancia de liquido a vapor a su
temperatura de ebullición
𝜆 𝑣=
𝑄
𝑚
Q= 𝑚 𝜆 𝑣

29. Tabla de calores latentes

30. Un efecto de la variación en la energía térmica
o temperatura, es la dilatación de los cuerpos,
estos fenómenos son observables en la
naturaleza.
DILATACION