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Calor

El Calor es una de las formas de Energía. Consiste en la transferencia de energía de un cuerpo que tiene mayor temperatura a otro de menor. Es, de hecho, esta diferencia de temperaturas la que impulsa la transferencia.

Cuando se comunica calor a un cuerpo, sus moléculas se mueven más rápidamente y el cuerpo está más caliente que antes. Este efecto térmico se denomina temperatura, y es la energía cinética media de las moléculas; en tanto que la cantidad de calor contenida en un cuerpo es la suma de las energías de todas sus moléculas (energía cinética de traslación y energía interna de rotación y vibración.

Temperatura

Las temperaturas o grados de calor se miden mediante termómetros. El termómetro más corriente es el de Mercurio. Los puntos fijos de un termómetro son el de congelación y el de ebullición del agua a la presión barométrica de 760mmHg.

En el termómetro centígrado o Celsius el punto de congelación del agua corresponde a cero 0°C y el de ebullición a 100°C. El espacio entre los puntos fijos se divide en 100 partes iguales llamadas grados. En el termómetro Fahrenheit el punto de congelación del agua marca 32°F y el de ebullición 212°F; el espacio intermedio se divide en 180 partes iguales o grados.

Para reducir grados centígrados a grados Fahrenheit, se multiplica los grados centígrados por 1.8 y se añade 32. La transformación inversa de grados Fahrenheit en grados centígrados se efectúa sustrayendo 32 del número de grados Fahrenheit y dividiendo el resto por 1.8.

Mientras que la temperatura se mide en grados, el calor se mide en el sistema métrico en calorías y en el sistema inglés en Brittish Thermal Units.

La Caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 gramo de Agua.

La Brittish Thermal Unit (BTU) es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°F la temperatura de 1 libra de Agua.

(1 BTU = 252 calorías)

Calor y Dilatación

Cuando se calienta una masa aumenta el movimiento molecular y, en consecuencia, se eleva la temperatura. Sin embargo, este incremento en el movimiento molecular separa más las moléculas unas de otras, y esta dispersión determina el aumento de volumen de la masa.

En general, todos los cuerpos se dilatan al aumentar la temperatura. Este cambio afecta a todas las formas de materia: sólidos, líquidos y gases. Los sólidos y los líquidos no experimentan igual dilatación con un determinado aumento de temperatura.

Tratándose de un sólido, la dilatación puede expresarse en el sentido de aumento de su longitud (barras, varillas), de su superficie (láminas) y, en general, de su volumen.

La dilatación que experimenta la unidad de longitud cuando su temperatura aumenta 1 grado centígrado, se denomina Coeficiente de dilatación lineal.

En los líquidos, la expansión se refiere generalmente a su cambio de volumen, y la dilatación análoga se llama Coeficiente de dilatación cúbica.

Los diversos sólidos y líquidos tienen distintos coeficientes de dilatación, y éstos no son uniformes a todas las temperaturas.

A diferencia de los sólidos y líquidos, todos los gases tienen el mismo coeficiente de dilatación, uniforme a todas las temperaturas. El valor del coeficiente de dilatación cúbica de los gases es 1/273.16 de su volumen a 0°C. Es decir, que si tomamos un litro de gas a 0°C y elevamos su temperatura 1°, el nuevo volumen será 1/273.16 mayor que el volumen a 0°C.

Elevando la temperatura a 55°C, el nuevo volumen será 55/273.16 mayor que el primitivo.

Mecanismos de transferencia de calor

La Energía en forma de calor se puede transmitir de tres formas fundamentales: La Conducción, la Convección y la Radiación.

Conducción: Es cuando el Calor se va transmitiendo a través de un material que es capaz de hacerlo y llevarlo de un punto a otro. Los metales son los mejores conductores de calor.

Convección: Es la transferencia de Calor mediante el movimiento de un fluido. Como en una olla que contiene agua hirviendo; el calor inferior calienta el agua, que al agitarse más, tenderá a subir. Así, natural e inevitablemente, el calor irá ascendiendo para calentar las capas superiores de agua.

Radiación: Es la forma de transferencia de Calor que consiste en ondas electromagnéticas del orden infrarrojo. El sol emite este tipo de ondas, entre muchas otras, encargándose así de calentar al planeta.

Metales: los mejores conductores de calor

Manantiales de calor

El más importante manantial de calor es el Sol. Se estima que el calor solar que llega a la corteza terrestre en la mitad de un día equivale al que se produciría quemando un trillón de barriles de petróleo, esto es, todo el petróleo almacenado en la Tierra.

Otro manantial de calor es la parte interior de la Tierra caldeada a gran temperatura, que se manifiesta en la superficie en forma de volcanes, fuentes termales y géiseres. Éstos pueden llamarse manantiales directos de calor.

Hay varios manantiales indirectos de energía calorífica. Por ejemplo, la fuerza hidráulica de cataratas, mareas y masas de agua a gran altura puede convertirse en energía eléctrica, y ésta, a su vez, en calor.

La acción química es otro importante generador de calor. Para obtener éste hemos de quemar madera, carbón, petróleo y gases combustibles.

Algunas formas de combustible sólido, como el carbón vegetal, la antracita y el cok, se ponen al rojo blanco al quemarlos y desprenden calor y luz sin producirse llama apreciable.

Otros, como la madera, el lignito, el alquitrán y la cera, y también los líquidos como el petróleo y el alcohol, arden con llama, la cual es el resultado de la combustión de los gases que se desprenden del combustible por el calor de la reacción. Todos los gases arden con llama.

El Sol es el principal manantial de calor

Ejemplos de Calor

La llama en la estufa doméstica transfiere la energía del combustible al recipiente donde se cocina.

El Sol es un enorme cúmulo de reacciones que emiten radiación hacia el planeta, elevando su temperatura.

Cuando se agrega Ácido Sulfúrico al Agua, éste emitirá energía calorífica al entorno.

La plancha transfiere calor a la tela para suavizarla. Es la placa metálica la que se encarga de desarrugar.

La acción química es un importante generador de calor.

La parte interior de la Tierra caldeada a gran temperatura, que se manifiesta en la superficie en forma de volcanes, fuentes termales y géiseres.

Los metales son los mejores conductores de calor.

En una olla que contiene agua hirviendo, el calor inferior calienta el agua, que al agitarse más, tenderá a subir.

El motor de un automóvil, además de trabajo mecánico, emite calor.

En los Evaporadores se calienta la solución diluida para ir separando su disolvente volátil.

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Por : Morris

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