4.6. Transferencia de energía: el calor
Si ponemos en contacto dos cuerpos que tienen distinta temperatura, como agua fría y agua
caliente, se produce una transmisión de calor desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al que la
tiene menor, de forma que el agua caliente se enfría mientras que la fría, se calienta. Al final la
temperatura se equilibra, siendo la misma en ambos cuerpos.
A la energía que pasa de un cuerpo a otro equilibrando sus temperaturas la llamamos calor o
energía térmica.
- Calor y temperatura:
El calor y la temperatura son dos magnitudes que casi siempre están muy relacionadas entre sí,
pero tenemos que tener en cuenta que son magnitudes diferentes.
Desde el punto de vista físico no podemos decir que “hace calor”, sino que la temperatura es alta
y como consecuencia de ello nuestro cuerpo recibe calor del ambiente.
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos que se encuentran a distintas
temperaturas.
La temperatura está relacionada con el movimiento de las partículas de un cuerpo y se puede
medir con un termómetro: un tubo de vidrio con un depósito de mercurio y cuando la temperatura se
eleva, éste se dilata y su nivel sube a lo largo del mismo.
En la escala podemos observar el valor de la temperatura.
Escala centígrada o Celsius. Su unidad es el grado centígrado (oC). Asigna el 0 al punto de fusión del hielo y el 100 al punto de ebullición del agua.
Escala Kelvin. La unidad es el kelvin (K). Toma como referencia el cero real o absoluto. Punto donde no existe temperatura y corresponde a -273ºC.
Cambiar unidades desde una escala a otra es sencillo: La temperatura en kelvin = temperatura centígrada + 273.
Ejemplo:
¿Qué es lo que medimos al decir que un cuerpo se encuentra a 28 grados Celsius?. Todas las
sustancias están formadas por moléculas, que no se encuentran en reposo sino que están en
movimiento:
Cuando se trata de un líquido, pueden moverse libremente por el recipiente que las
contiene.
Si es un gas, son capaces de abandonar ese recipiente.
Cuando se trata de un sólido, poseen un movimiento de vibración alrededor de un punto.
Cuando un cuerpo recibe calor, es ese movimiento de las moléculas el que se hace más intenso y
cuando pierde calor, se ralentiza. Por lo tanto, la temperatura estará relacionada con la energía de
las moléculas de un cuerpo y cuando la medimos conocemos el grado de movilidad de las mismas.
Si su temperatura es alta, sus moléculas se mueven con gran energía y si es baja, su energía es
menor.
Los cuerpos poseen una temperatura determinada y solamente cuando ésta es diferente pasa
calor de uno a otro. Por ello debemos tener en cuenta que el calor es una energía de cambio, pero
no es una propiedad de cada cuerpo.
Puesto que el calor es una forma de energía, las unidades de medida serán las mismas que las
de trabajo: julios. No obstante, se sigue utilizando una unidad tradicional de calor llamada caloría,
cuya relación con el julio es:
1 caloría = 4,18 julios; o bien, 1 julio = 0,24 calorías.
A veces, especialmente en nutrición, se emplean kilocalorías como unidad de energía. La
relación que existe entre ellas es:
1 kcal = 1.000 calorías.
- Propagación del calor
El calor es una forma de energía que se transmite entre aquellos cuerpos que tienen distinta
temperatura. Pero lo puede hacer de diferentes maneras:
A) Conducción: en los cuerpos sólidos las partículas más calientes transmiten ese calor a las
que le rodean, pero no lo hace en todos ellos a la misma velocidad; algunos, como los metales, son
buenos conductores del calor, mientras que otros, como la madera, son malos conductores
(aislantes)
B) Convección: cuando se calienta un líquido, el calor se transmite en primer lugar a las
moléculas del mismo que están próximas al fuego, éstas ascienden al calentarse, permitiendo que
otras partes más frías del líquido vengan a sustituirlas; a la vez que las que han ascendido se enfrían
y vuelve a proseguir el ciclo.
C) Radiación; en el microondas se produce una emisión de ondas que calienta los alimentos. Es
también de esta forma como recibimos el calor del Sol.