10 Calor y energía térmica

Ganarás el pan con el sudor de tu frente (Génesis, 3:19)

  • Parece claro desde siempre que del trabajo se obtiene recompensa, y que trabajar implica esfuerzo, sudor, “gasto” de energía…

  • Frío, calor… Sensaciones subjetivas de nuestro cuerpo, de las que hablamos continuamente, inspiradas no sólo por las magnitudes físicas de las que trataremos en este tema, sino por las emociones que nos producen otros estímulos sensoriales. Hay frío en el invierno de Vivaldi, o en el piano de George Winston; el calor se siente con Radio Futura (mítico para los de mi generación). Se nos hiela el alma con el dolor, o se torna ardiente de alegría en otros momentos. Los colores del café de la imagen nos parecen cálidos y acogedores, en contraste los fríos tonos azules del cielo nocturno en esta obra de Van Gogh:

café de noche, exterior, Van Gogh

 

escala temperaturas

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  •  El comienzo está en el Principio cero de la termodinámica… Dos cuerpos, inicialmente a distinta temperatura, acaban alcanzando la misma temperatura cuando se ponen en contacto térmico:

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  • Tarea 2. a) La editorial SM ofrece un “librovivo” sobre calor y temperatura. Visita con atención todas sus “páginas”, haciendo los ejercicios interactivos que se proponen, tomando buena nota de las cuestiones que se plantean. No abandones el “Averigua lo que sabes” hasta sacar un diez; b) continúa por estas sencillas   actividades interactivas.

calor y temperatura sm librosvivos

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cambios de estado y teor�a cinética

 curva de calentamiento

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Y la de Mc Graw Hill, sobre los cambios de estado del agua:

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  • Tarea 5. Bien sabemos todos que los cuerpos se dilatan con el aumento de la temperatura. ¿A qué se debe el fenómeno de la dilatación térmica? ¿Cómo afecta a sólidos, líquidos y gases? ¿Para qué sirven, y dónde se utilizan, las juntas de dilatación?

dilat.jpg

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  • Aunque tenemos poco tiempo para hablar de ondas, y aprovechando que el calor se transmite en forma de radiación infrarroja, debes aprender algo acerca de las radiaciones electromagnéticas (para cuando te digan eso de que si la antena del móvil y sus “efluvios”, o que si el microondas no sé cuánto; ¿qué radiaciones son dañinas?):

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  • Para no aumentar la temperatura de vuestras neuronas, echad un relajado vistazo a esta página, donde se habla del calor y sus efectos a un nivel elemental, pero que muy elemental, querido Watson (la primavera y los finlandeses, que os impiden concentraros, je, je).

  • El experimento de Joule (aquí explicado) estableció que cuando una cierta cantidad de energía mecáncia se consume en un sistema, la energía mecánica desaparecida es exactamente igual a la energía térmica producida. (Animación de físicayquímicaenflash)

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     Recuerda: 1 cal (caloría) = 4,18  J (julios); 1 J = 0,24 cal

equivalente mecánico calor

 

  • Ya sabemos que la cantidad de energía total de un sistema permance constante. Podemos transformar fácilmente la energía mecánica en energía térmica, pero no sucede así al revés; la energía mecánica  que se transforma en térmica nunca puede recuperarse de nuevo totalmente. Es la llamada degradación de la energía. La energía se degrada al resultar menos útil para realizar trabajo. Siempre que se transfiere calor, cabe aplicar el concepto de rendimiento:

  • Rendimiento = (energía útil / energía total) * 100

    • Tarea 7. a) ¿A qué llamamos equivalente mecánico del calor?; b) ¿Se puede transformar todo el trabajo mecánico en calor?; c) ¿Y todo el calor en trabajo mecánico?; d) ¿Se incumple el principio de conservación de la energía?; e) Si has dedicado dos horas a estar sentado delante de los libros, y sólo has estudiado durante 50 minutos, ¿cuál ha sido tu rendimiento?

    esquema máquina térmica

    4tiempos.gif

    animación_motor

    • Tarea 8. a) Dibuja el esquema de una máquina térmica, y defínela; b) Enumera al menos cinco aplicaciones de las máquinas térmicas en la vida cotidiana; c) En Asturias tenemos centrales termoeléctricas. ¿Sabes cuántas y dónde están? Ubícalas en un mapa; d) ¿Qué impacto medioambiental producen las centrales termoeléctricas? ¿Cómo se podría solucionar?

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    •  Tarea 9. Del tema del calor y su conversión en trabajo se han ocupado destacados científicos: Joule, Watt, Carnot y otros, que estudiarás en cursos superiores… Hablando de temperaturas, nos vienen a la mente los nombres de Celsius, Fahrenheit, Kelvin… Elige uno de ellos (que no hayas hecho en otro tema) para el apartado “Vidas de ciencia”.

    • Aquí también conviene echar un vistazo al esquema conceptual que iniciamos en la unidad anterior:

    mapa conceptual energ�a trabajo

    • ¿Sudando por el esfuerzo neuronal? ¿Cuánto rendimiento has obtenido de tu trabajo en esta página? ¡Si estamos rodeados de física y química! Para terminar relajados, una recomendación cinematográfica: Cenizas del cielo, una película sobre la vida al lado de una central térmica en Asturias.

    cenizas del cielo

    5 Comentarios a “10 Calor y energía térmica”

    19 07 2009
    carolina (04:25:59) :

    hola:

    muy chebre esta pagina y expican lo que uno necesita , deberian tener tambien en otras materias.

    graciass

    18 11 2009
    WILSON TRIANA (02:11:12) :

    Muy bueno todo el material de esta página estoy de acuerdo con CAROLINA deberían de tener tambien sobre otras materias .
    Quisiera pedirles un favor es si me pueden regalar el progama de ADOBE FLASH PLAYER 9 que aparece en esta página.

    muchas grasias y que DIOS LOS BENDIGA MUCHO.

    18 11 2009
    Inma (21:18:43) :

    Gracias, Wilson, por su comentario. El programa Adobe Flash Player puede ser descargado gratuitamente desde la página www.adobe.com
    Este blog es editado por una sola persona (la que aquí escribe), como apoyo para las materias que imparte. ¡Y no doy abasto!

    15 10 2010
    tatiana (16:55:20) :

    hola a todos esta re de mas este material no sirve un monton para seguir adelante sigan asi.
    Muy buena la pagina y exelente material bien detallado gracias por su ayuda

    8 05 2012
    lznss (20:56:40) :

    muy buen blog con excelentes imágenes te felicito

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