Tema 7. Terminología




La termología estudia el calor y todo lo relacionado con él. Este término se deriva de los vocablos griegos thermos, calor, y logos, tratado o estudio de algo; por tanto, su significado etimológico es el de ciencia que estudia el calor y sus efectos.

En este sentido, recuerda que el calor depende de la energía térmica de un cuerpo. Dos fenómenos relacionados con lo anterior son el equilibrio térmico y el cálculo de capacidad calorífica o calor específico. El primero nos ayuda a entender cómo dos cuerpos en contacto alcanzan en algún momento la misma temperatura, mientras que el segundo nos permite determinar cuánto calor pueden absorber dependiendo del material que los conforma.


Equilibrio térmico y cálculo de capacidad calorífica o calor específico

La termología es el tratado o estudio del calor. El calor, por su parte, se define como el cambio de energía térmica de un cuerpo o sistema; además, determina parte de su capacidad para realizar un trabajo, se relaciona con su masa y con la sustancia que lo conforma (Pérez, 2021).

La temperatura indica la energía cinética promedio de las moléculas que constituyen un cuerpo o un sistema y se mide a través de sus propiedades termométricas (Pérez, 2021). En este sentido, el termómetro es un dispositivo que, mediante una escala graduada, mide la magnitud de la temperatura.


Tabla 1. Unidades de medida para el calor y la temperatura.

Cuando se trabaja con grados Celsius como unidad de medición, su escala emplea como referencias el punto de congelación (0° C) y el de evaporación (100°C) del agua.

A continuación, se presentan las fórmulas de conversión entre los diferentes sistemas para medir la temperatura:

                          

La cantidad de energía necesaria para incrementar un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua se denomina caloría, la cual equivale a 4.186 joules.

Esto quiere decir que:

Por su parte, el BTU determina la cantidad de energía requerida para elevar la temperatura de una onza de agua (equivalente a 0.454g) en un grado Fahrenheit.


Tabla 2. Ejemplo para determinar temperatura.

El equilibrio térmico se logra cuando dos objetos en contacto alcanzan la misma temperatura (Pérez, 2021). Por su parte, la dilatación térmica se define como la expansión volumétrica de un cuerpo que incrementa la longitud de sus dimensiones (Pérez, 2021). En este caso, debes recordar que a mayor masa menor será la elevación de temperatura.

El calor que un cuerpo puede absorber depende de su material y de la cantidad de este, así que existen diferentes capacidades caloríficas (C). Este concepto se explica como la relación entre el calor que la materia absorbe y el cambio de temperatura (Pérez, 2021). Su fórmula es la siguiente:

Donde:

  • C = Capacidad calorífica ( o ).
  • Q = Calor (J o Cal).
  • = Cambio de temperatura (°K o °C).

Mientras tanto, la capacidad calorífica específica (Ce) es la cantidad de calor que un gramo de un material o sustancia requiere para aumentar su temperatura en un grado (Pérez, 2021). Este hecho se expresa con la fórmula:

Donde:

  • Ce = Calor específico ().
  • Q = Calor (J o Cal).
  • = Cambio de temperatura (°C).
    m = Masa (kg o g).

A continuación, se presenta una tabla del calor específico de algunos materiales muy comunes en la vida diaria:


Tabla 3. Calor específico de los materiales.

Recuerda que la transferencia de calor puede darse de diferentes maneras: por conducción, cuando hay contacto directo; por convección, entre fluidos; y por radiación, por medio de ondas electromagnéticas.


Puedes observar transferencia de calor en varias acciones de la vida cotidiana, por ejemplo, en las siguientes:

  • Al cocinar, la cazuela se calienta por conducción. Existen varios materiales que permiten una mejor cocción de los alimentos.
  • Los globos aerostáticos se mantienen en el aire gracias a la convección: se elevan por el aire caliente y descienden cuando este se enfría. Al secarte el cabello, el aire frío entra por el secador, pasa por una resistencia y sale caliente por el frente.
  • En el caso de la radiación, el horno de microondas produce ondas electromagnéticas que calientan los alimentos.

Asegúrate de:

  • Comprender la conversión de temperaturas entre °C, °F y °K para trabajar en diferentes sistemas de unidades.
  • Entender que el calor sirve para medir el cambio de energía térmica de un cuerpo.
  • Realizar correctamente los ejercicios sobre calor específico para determinar cuánto se necesita para aumentar la temperatura de un material.

  • Pérez, H. (2021). Física 2. México: Patria.

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