La energía calorífica es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tienen una

determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor o energía calorífica.

Si aumentamos la temperatura a un elemento aumentamos su energía calorífica pero no siempre que aumentamos la energía calorífica de un cuerpo aumente su temperatura ya que en los cambios de fase la temperatura se mantiene. Un ejemplo grafico seria calentar un cazo de agua, poco a poco le vamos dando energía calorífica y va aumentando su temperatura, pero cuando llega a los 100ºC (temperatura de ebullición) la energía calorífica que le suministramos a partir de ahora se utiliza para cambiar de fase (a gas, vapor de agua) pero no para aumentar la temperatura.

Una de las principales características de la energía calorífica es que puede transmitirse de un cuerpo frío a otro más caliente por radiación, conducción y convección.

La energía calorífica por radiación se transmite a través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que nos llega la energía calorífica proveniente del Sol.La transmisión de la energía calorífica por conducción se experimenta cuando un cuerpo caliente está en contacto físico con otro cuerpo caliente. La energía se transmite siempre del cuerpo caliente al cuerpo frío. Si ambos cuerpos están a la misma temperatura no hay transferencia energética. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de la energía calorífica de nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemos sensación de frío.La transmisión de la energía calorífica por convección se produce cuando se trasladan las moléculas calientes de un lado a otro. Seria el caso del viento.La energía se mide en Julios (J) según el sistema internacional, aunque cuando se trata de energía calorífica también se suelen utilizar las calorías (cal) que corresponde a la cantidad de energía que se necesita para elevar un grado centígrado un gramo de agua. Una caloría equivale a 4.18 julios.En este trabajo conoceremos un poco más sobre la energía calórica, su historia, sus medidas y su forma de transmisión como también veremos un poco sobre los estados físicos. La energía calórica surgió hace muchos años. La primera   ley de termodinámica establece que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Cualquier proceso físico o químico que tenga lugar en la naturaleza se realiza con el intercambio de energía o a través de su transformación en las diferentes expresiones: energía eléctrica, mecánica, cinética,nuclear, química, entre otras. La energía calórica se basa también

LA ENERG

IA CALOR

ICA

sistemas los cuales se conocerán mas afondo ya que El conocimiento de las relaciones de un sistema con sus exteriores es indispensable para lograr un estudio científico del objeto, como también las unidades de energía calórica Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua. Con este trabajo logramos llamar la atención e interés del lector para sí conocer un poco más sobre la energía calórica y sus cambios.

ENERGIA CALORICA Y CAMBIOS¿QUE ES LA ENERGIA CALORICA?

Importancia de su estudio La utilización de la energía comenzó hace muchos años. La historia de la humanidad muestra las etapas o peldaños ascendidos en cuanto a la utilización de las formas de energía: de la fuerza muscular humana, se paso a la de los animales, al uso de los vientos, del agua; de aquí, a las maquinas de vapor y, seguidamente, las eléctricas con innumerables aplicaciones.   La energía es capacidad de trabajo, o dicho de otra forma, trabajo potencial. El calor es una de las tantas formas de energía. La primera ley de termodinámica establece que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.Cualquier proceso físico o químico que tenga lugar en la naturaleza se realiza con el intercambio de energía o a través de su transformación en las diferentes expresiones: energía eléctrica, mecánica, cinética, nuclear, química, entre otras. El estudio de estos procesos ha demostrado que existe un balance en el contenido energético de los materiales entre el estado inicial y el final.. Si no hay un suministro de energía, el móvil disminuirá su velocidad hasta acabar su contenido energético, momento en el cual se detendrá, debido a la imposibilidad de crear energía para su movimiento.En el campo de la bioquímica, se conoce que la energía luminosa es atrapada por   las plantas, gracias a la presencia de un pigmento denominado clorofila y, después de sucesivas transformaciones, se logra almacenar de forma de energía química. Esta misma energía es utilizada para una segunda transformación: convertir las moléculas inorgánicas de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) en compuesto orgánico como la glucosa. La glucosa (COH12O6) obtenida sirve a la planta y los seres vivos que se aprovechan de ella para realizar todos los procesos energéticos vitales. Proceso indispensable para la vida es la respiración. Proceso que se inicia con la descomposición de unos alimentos (Carbohidratos) utilizando una estructura logística compleja, formada por aparatos y sistemas en el caso del ser humano. Este proceso separa los átomos unidos en la fotosíntesis, y libera la energía contenida en esas uniones. La consume para regular la temperatura de cuerpo (37°C), para realizar movimientos; en fin, todo el trabajo cotidiano que se debe realizar.C6H12O6+6º2 --- 6CO6+6+H2O+ ENERGIA.La energía calórica actúa como promotor de algunos fenómenos, tales como los vientos las corrientes marinas que resultan factores modificadores y reguladores el clima terrestre. El invento de la maquina térmica, fue un paso gigantesco. Maquinas frigoríficas, cuya función es extraer energía del ambiente. Plantas termoeléctricas, generadoras de electricidad, cuyo funcionamiento depende de la combustión de un material como la gasolina, o el carbón. Las

consideraciones ambientales surgen precisamente del objetivo que ahora se comienza, y que cuyo estudio se encuentra bajo la responsabilidad de la termoquímica. Es la parte de la química que se encarga del estudio de todo lo relacionado con el calor, transferencias y la relación con los procesos físicos y químicos.                                               

                                                                Carbón.                                          Fósiles.         Petróleo                                                                Gas Natural.Energía.

                                                                      Nuclear.                                        No Fósiles.             Eólica.                                                                        Hidroeléctrica.                                                                            Geotérmica.

La contribución de energía proviene del combustibles fósiles representan, hoy, casi el 80% de los suministros de energía mundial. La energía de este tipo proviene del sol, y su formación es continua, debido a la presencia de plantas en la superficie terrestre. Una muestra de ellos es el centro de investigación y desarrollo (INTEVEP) dependencia del petróleo de Venezuela S.A. (PDVSA); entre sus logros se encuentra el mejoramiento de crudos pesados y extra pesados; la producción de combustible de alto poder calorífica.

SISTEMASLa termoquímica es la parte de la química que se encarga del estudio de todo lo relacionado con la energía, su transferencia y transformación.Para lograrlo es necesario delimitar el objeto a estudiar, esto es, escoger el sistema.Un sistema es una porción   del universo delimitada con el propósito de estudiarlo.No hay límite en cuanto al tamaño o forma del sistema. Pueden ser una partícula atómica o el globo terrestre, los límites los impone el tipo de estudio que se realice. Un sistema puede ser una hoja, que se analiza desde el punto de vista de materiales utilizados y producidos en el proceso de la fotosíntesis, así como la energía utilizada y producida. A veces, es conveniente utilizar pequeños sistemas sencillos y, de después, relacionarlos para comprender un proceso complejo.Por ejemplo: Estudiar   únicamente las fases luminosa, y posteriormente la fase obscura, como si se trataran de sistemas independientes.El conocimiento de las relaciones de un sistema con sus exteriores es indispensable para lograr un estudio científico del objeto. En base a esto, podemos encontrar tres tipos de sistemas:Sistemas abiertos: Permite el intercambio de materia y energía con el ambiente.Sistema cerrado: Permite el paso de energía, pero no de materia.Sistema adiabático: No permite el paso de energía ni de materia. Se encuentra totalmente aislado.Por convención, cualquier cantidad de energía absorbida por un material llevara el signo positivo (+) y si es desprendida, llevara el signo negativo (-).

Unidades de energía calóricaUna unidad muy utilizada es la caloría definida como:Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15,5 ºCSin embargo, esta definición no tiene cabida en el sistema internacional de medidas (SL), ni refleja la capacidad para realizar un trabajo, tal como fue definida la energía. Actualmente, se utiliza con bastante frecuencia la unidad del Joule, Simbolizado por J que se define como.                La energía necesaria para ejercer una fuerza de 1 Newton en la distancia de 1 Metro; o también, la energía necesaria para trasladar una masa de 1 Kilogramo con una aceleración de 1 Metro sobre Segundo Cuadrado, una distancia de 1 Metro.1 Joule (J) = 1 Newton   x     1 MetroUnidad de     unidad deFuerza.                             Longitud.

                                          

                  1 Joule (J) = 1 Kilogramo. 1 Metro                                                                 =   1 Metro.                                            Segundos2   J= 1 Kg. m2. s2

                                                                      

1 Caloría = 4,184 Joules     Relación entre las unidades.

En el caso de trabajar en el sistema CGS, la unidad que surge es el Ergio:1 Ergio = 1 gramo. Centimetro2                                    Segundo 2Ergio = G. CM2. S2

1 J = 10EXPONENTE 7 Ergios.

Si se utiliza el prefijo “Kilo” para cualquiera de las unidades, la relación será:1 Kilocaloría (Kcal) = 1.000 calorías.1 Kilo joule (kj) = 1.000 Joule.

ESTADOS FÍSICOSFísicamente la materia se puede presentar en tres formas distintas: solida, liquida y gaseosa. Cada una de ellas presenta características muy particulares que dependen del acercamiento molecular existente.En el estado sólido: La tranquilidad y poca movilidad de las partículas componentes, debido

a su bajo contenido energético, le permiten tener una forma definida, volumen constante y su dureza. El estado gaseoso: Se expresa   con la independencia de las partículas, gran movilidad y desorden molecular. La poca interacción existente le impide tener volumen o forma definida, pero a la vez, proporciona la fluidez que lo caracteriza, pues se puede trasladar de un sitio a otro con bastante facilidad, en forma espontanea.Estado liquido: Con un contenido energético medio variable, lo cual permite que las moléculas interactúen lo suficiente para obtener un volumen constante, prácticamente inalterable por su espacio intermolecular muy pequeño y, así, permitir el cambio de forma de acuerdo al recipiente que le contiene, la lenta difusión y la evaporación.

Relación entre la fase solida, liquida y gaseosaLa variación de calor o de contenido energético en un material permite el paso de un estado físico a otro.En la medida que el contenido energético aumenta, las moléculas adquieren mayor movimiento y desorden tendiendo hacia el estado físico gaseoso. Por lo contrario, una disminución de la energía permite un mayor acomodo, más tranquilidad teniendo hacia el estado sólido.En la naturaleza hay varios procesos que permiten el paso de un material por los tres estados físicos: evaporación, sublimación, fusión, ebullición, condensación, solidificación o congelación. En todos ellos hay una variación en el contenido calórico de la sustancia, a nivel de algunas partículas o de la masa total.La evaporación: Es el proceso en el cual moléculas que pertenecen a un material líquido se escapan gaseoso.La sublimación: Es el proceso mediante el cual moléculas del estado sólido pasan a estado gaseoso, o al revés que encontrándose en forma aislada en el medio ambiente se incorporen al material solido.Fusión: Es la temperatura en la cual las partículas de un material solido logran la energía necesaria para salir a la estructura, en la cual se encuentra, y pasar ha estado líquido.Punto de ebullición: Sera la temperatura en la cual se obtiene el nivel energético necesario para el paso de líquido a gas.Condensación: Paso de gas a líquido.La energía: En el calor suministrado o extraído para que el material cambie su temperatura recibe el nombre de calor sensible; y para un cambio de estado, calor latente.Con frecuencia, la formación del solido no se produce en forma tan rápida como el enfriamiento. Este fenómeno se conoce como sobre enfriamiento.El vidrio: Es el ejemplo del sobre enfriamiento, pues las moléculas con poca energía se quedan inmovilizadas con una disposición desordenada y no logran un orden particular.

CALOR ESPECÍFICOLa variación en la temperatura de un material se relaciona con el calor absorbido del medio o cedido hacia él, y es proporcional a la masa   de la muestra tratada, y en la variación de temperatura lograda.    El calor específico se define como el calor necesario para elevar la temperatura de un gramo a una sustancia, un grado centígrado.  Se utilizan las unidades del SI, el calor especifico será el numero de Joules necesario para elevar la temperatura de un 1 Kilogramo de un material 1 ºC.El valor de calor específico es una propiedad característica del material.Por ejemplo: Comparemos la impresión frio o caliente, entre la arena y el mar en una zona costera. Durante el día la arena se caliente fuertemente con la radiación solar, mientras que el agua cercana a la costa se mantiene fresca. La perfección es diferente a la noche, la arena baja su temperatura rápidamente con la ausencia de la energía solar, mientras que el agua permanece a una temperatura agradable, se percibe más caliente el agua que la arena. 

Conclusión.Gracias a este trabajo y sus ejemplos nos hemos podido dar cuenta de cómo la energía calórica nos rodea, como ha cambiado a través del tiempo y como la vemos en nuestro día a día. También conocimos un poco más sobre los estados de la metería, como están presentes en nuestra Vida. Los sólidos, líquidos y gaseosos. También conocimos la relación que tienen entre ellos, Como su calor específico, que es   la variación en la temperatura de un material se relaciona con el calor absorbido del medio o cedido hacia él.

TRABAJO MECÁNICO Y EQUIVALENTE DE CALOR. Sabemos que un sistema físico posee energía cuando tiene la capacidad de producir cambios o bien realizar un trabajo mecánico; es decir, cuando de alguna manera puede aplicar una fuerza sobre algo y desplazarlo. El trabajo, que designamos por T, como recordarás se define como:

T = Fd           [7]

En esta expresión, F es la fuerza aplicada (en la dirección del desplazamiento) y d el desplazamiento experimentado (ver figura 25). La unidad de trabajo en el Sistema Internacional de unidades (S.I.) es newton ´ metro, que se denomina joule (J). 

Podemos ver, también, que agua hirviendo en una tetera posee energía por cuanto el vapor que sale de ella puede hacer girar, por ejemplo, una rueda de paletas. Un gas encerrado en un cilindro que posea un émbolo será capaz de desplazarlo si se lo calienta (Ver figura 26). Este es el principio básico bajo el cual funciona la máquina a vapor y el motor de combustión de un automóvil. 

Ahora bien, ¿por qué tiene sentido decir que eso que denominamos calor, medimos en calorías y designamos por Q, es energía?

El equivalente mecánico del calor. Según cuenta la historia, fue Benjamín Thompson, más conocido como conde de Rumford, quien se diera cuenta de que la teoría del calórico estaba equivocada. Al taladrar cañones para el ejército observó que se producía calor en forma inagotable y ello no era consistente con la idea de que los cuerpos poseyeran una cierta cantidad de una sustancia llamada calórico. Más bien ese calor se originaba a partir del movimiento del taladro y el roce que se produce entre la broca y el material perforado. Sin embargo, fue otro inglés, James Prescot Joule, quien medio siglo después abordó el tema desde un punto de vista cuantitativo. Probablemente Joule pensó así: si cierta cantidad de agua se encuentra encerrada en un recipiente del cual el calor no pueda escapar (por ejemplo un termo), la energía mecánica que se ocupa al agitarla debe estar relacionada con el aumento de temperatura que debe experimentar el agua. Durante años diseñó un experimento que le permitiera medir y relacionar las dos cantidades involucradas: la energía mecánica (E) y el calor (Q). La figura 27 esquematiza el experimento. Al soltar la masa M, esta desciende haciendo girar una rueda de paletas que agita el agua. Como la energía mecánica inicial del “peso” es: Mgh, si v es la rapidez con que llega al suelo, tendremos que la energía mecánica disipada es:

E = Mgh   ,           [8]

cantidad medible, y que debe ser proporcional al calor que gana el agua. Si m es la masa de agua, c su calor específico y DT el aumento de temperatura que registra el termómetro, este calor debe ser:

Q = cmDT,           [9]

cantidad también medible. 

Ahora bien, si no hay disipación de energía mecánica por efectos de roce en las poleas, ni pérdidas de calor en el agua por mal aislamiento térmico en el recipiente, las expresiones [8] y [9] deben ser iguales, pero como las medimos en diferentes unidades (joules y calorías respectivamente), debe existir entre ellas una equivalencia.

La relación encontrada por Joule después de múltiples mediciones, le permiten concluir que 1 caloría es equivalente a lo que luego serían 4,18 joules. A esta importante relación  se le denomina equivalente mecánico del calor. El calor no es otra cosa que energía que se transfiere de un cuerpo a otro.

Roce y calor. También hemos observado que la fricción está asociada a un aumento de temperatura; por ejemplo, al lijar madera, al cortar un metal con una sierra o simplemente al frotamos las manos cuando tenemos frío, apreciamos que la energía del movimiento se traduce en un aumento de temperatura. Cabe preguntarse entonces: ¿de dónde proviene el calor que llega a nuestras manos?

Las estrellas fugaces o meteoros suelen ser rocas que viniendo del espacio penetran en nuestra atmósfera. El roce con ella suele ser lo suficientemente grande como para

aumentar su temperatura hasta fundirlas. Este es el origen de la luz que se produce cuando las personas dicen “vi caer una estrella”.

Si en un mismo lugar doblamos sucesivamente un alambre galvanizado notaremos que en esa zona la temperatura aumenta y, si insistimos, probablemente el alambre termine cortándose. Realiza el experimento y responde: ¿por qué ocurren estos efectos?

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. 

Imaginemos que estamos en una pieza donde la temperatura es un poco baja y la queremos calentar. Para ello podemos encender algún artefacto que nos entregue calor, como una estufa eléctrica o a gas, por ejemplo. Cualquiera de estos artefactos requiere una fuente energética para funcionar, ninguno de ellos es autosuficiente. Por ejemplo, en el caso de una estufa eléctrica debemos conectarla a la red eléctrica de la habitación para encenderla. ¿Qué es la corriente, sino una transferencia de energía? ¿De dónde proviene esta energía eléctrica? Es posible que provenga de una central hidroeléctrica distante que transforma la energía potencial (E = mgh) del agua de un embalse en energía eléctrica, a través del movimiento de grandes turbinas generadoras. Esto significa que la energía que necesitamos para calentar nuestra pieza es equivalente a la energía de una masa de agua ubicada a una altura determinada (por esta razón la mayor parte de las centrales hidroeléctricas están ubicadas en las zonas cordilleranas de nuestro país). Por otra parte, si nuestra estufa es a gas, el proceso será algo distinto, pues el gas que se utiliza como combustible reacciona con el fuego debido a su composición química, determinada por las propiedades moleculares y atómicas que lo conforman. En cualquier caso, lo que observamos es un proceso de transformación de ‘algo’ que llamamos energía y que permite (produce) el movimiento, o la calefacción, o la vida.

En el motor de un automóvil una chispa enciende el gas del petróleo provocando una explosión, que a su vez produce el movimiento de piezas mecánicas llamadas pistones, los cuales transmiten el movimiento a través de engranajes hasta llegar a las ruedas y convertir la energía química del petróleo en energía cinética o de movimiento.

El ciclo del agua es uno de los mejores ejemplos de transformación de energía. El agua en los mares es evaporada por la energía calórica que entrega el sol, una vez evaporada sube y viaja en forma de vapor de agua (nubes) hasta precipitar en tierra, nutriendo a todos los seres vivos. 

¿ Como Benjamin Thompson determino que el calor es una fuente de energía?

Antes del siglo XIX, se creía que la sensación de cuan caliente o frío era un objeto era determinado como cuanto "calor" contenía. El calor fue concebido como un líquido que fluía de los objetos calientes a los fríos; este fluido sin peso fue llamado "calórico", y hasta los escritos de Joseph Black (1728-1799), no se distinguió entre calor y temperatura. Black distinguió entre la cantidad (caloría) y la intensidad (temperatura) del calor.

Benjamin Thomson, Conde Rumford, publicó un artículo en 1798 titulado "Una Investigación Concerniente al Origen del Calor el cual es provocado por Fricción". Rumford informó la gran cantidad de calor generado cuando se taladra un cañón. Él dudó que una sustancia material fluyera dentro del cañón y concluyó: " Me parece extremadamente dificultoso, sino imposible, formarme alguna idea de que algo distinto al movimiento sea capaz de excitarse y comunicarse en la misma forma que el calor se excita y se comunicó en estos experimentos.

¿ Cual fue el aporte de James P. Joule para confirmar que el calor es una energía?

Joule comprobó que el calor es una forma de energía ya que desarrollo el siguiente experimento: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas, sacando como conclusión que el calor es un tipo de energía ya que realiza un trabajo.

¿ Como se transmite la energía de un cuerpo a otro?

La transmisión de energía se puede transmitir de las siguientes formas:

Flujo de fluidos: Se produce un transporte de cantidad de movimiento entre los puntos que avanzan a distintas velocidades.

Transmisión de calor: Se produce un transporte de energía entre regiones donde existe una diferencia de temperaturas.

Transporte de materia: Se debe al cambio de composición de una mezcla como consecuencia del desplazamiento de un componente desde regiones de mayor concentración hasta las de menor concentración.

4) ¿ En que medidas de puede medir la energía calórica y cual es la equivalencia entre ellas?

El calor se mide, al igual que el trabajo en joules. Otra unidad es la caloría, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1

APORTES SOBRE

EL CALOR EN LA

ENRGIA

atmósfera de presión desde 15 hasta 16 °C. Esta unidad se denomina a veces caloría pequeña o caloría gramo para distinguirla de la caloría grande, o kilocaloría, que equivale a 1.000 calorías y se emplea en nutrición. La energía mecánica puede convertirse en calor a través del rozamiento, y el trabajo mecánico necesario para producir 1 caloría se conoce como equivalente mecánico del calor. A una caloría le corresponden 4,1855 julios.

El calor o energía calórica se puede transmitir en tres formas;

¿Cuáles son y en que consiste cada una de ellas?. De ejemplos.

El calor se puede transmitir por conduccion que es la unica forma de transmision en los solidos. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al

movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Otra forma es por conveccion que es cuando existe una diferencia de temperatura dentro de un liquido o gas lo que provoca un movimiento del fluido. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos. Otro método es por radiación que a diferencia de los métodos anteriores los cuerpos no necesariamente tienen que estar en contacto, generalmente se aplica este termino a las ondas electromagnéticas que transfieren el espacio en forma de rayos infrarrojos.

Item II

En la naturaleza la materia se encuentra en tres estados físicos.

¿ cuáles son estos estados?

Estos estados son liquido, sólido y gaseoso.

¿ De que depende que se encuentren en esas fases?

Depende de dos factores, el primero es la fuerza de atracción entre sus partículas porque, por ejemplo en el estado sólido las partículas están muy atraídas entre si es por esto que es muy difícil que estos presenten un cambio de forma. Los líquidos, sin embargo, presentan una atracción molecular suficiente para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen. Los gases, en los que las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, no ofrecen ninguna resistencia a los cambios de forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas no confinado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.

La temperatura es otro factor ya que a bajas temperaturas se encuentran los sólidos, los líquidos a temperaturas medias y en temperaturas altas los gases.

Explique:

- Fusión: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado SÓLIDO al LÍQUIDO, por aumento de la temperatura.

La temperatura a la cual sucede dicho cambio se la llama PUNTO DE FUSIÓN.

Al encender una vela vemos que la cera cercana a la llama comienza a derretirse (se vuelve líquida, se funde, o sea ha alcanzado el PUNTO DE FUSIÓN). También podemos observar el fenómeno de fusión cuando se derrite el HIELO, un HELADO.

- Solidificación: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura.

Cuando la cera líquida se aleja de la llama de la vela disminuye su temperatura y vuelve al estado sólido, se solidifica, o sea ha alcanzado el PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN. El ejemplo más claro de SOLIDIFICACIÓN lo observamos cuando colocamos AGUA en el congelador, y la misma pasa del estado LÍQUIDO al SÓLIDO.

Vaporización: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR

Ebullición: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR.

Para que ello ocurra debe aumentar la temperatura en toda la masa del líquido.

A la temperatura durante la cual se dice que un determinado líquido hierve se la llama PUNTO DE EBULLICIÓN.

Cuando se realiza una destilación, para separar dos o más líquidos de diferente punto de ebullición, la temperatura permanece constante en el punto de ebullición de cada uno de los líquidos que se desea separar de la mezcla. Al calentar agua en una cacerola la temperatura de toda su masa empieza a aumentar, observamos al cabo de un tiempo que en la superficie hay burbujas y desprendimiento de vapor, entonces toda la masa de agua cambia de estado, se ha alcanzado el PUNTO DE EBULLICIÓN.

Evaporación: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR.

La diferencia con el anterior es que en la EVAPORACIÓN el cambio de estado ocurre solamente en la superficie del líquido. El líquido (café o té) que se encuentra en la superficie pasa al estado de vapor, se EVAPORA.

La EVAPORACIÓN se produce por aumento de la temperatura en la superficie del líquido como en los ejemplos citados. Otro ejemplo similar podría ser el agua de mar, que en su superficie pasa al estado de vapor.

Este fenómeno también puede ocurrir por acción del viento, facilitando que se seque la ropa. Si no existiera no usaríamos perfumes o colonias, no podríamos percibir el olor de las comidas con facilidad.

- Condensación: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado de VAPOR al LÍQUIDO, por disminución de la temperatura. El vapor al chocar con una superficie más fría, disminuye su temperatura, y vuelve al estado líquido original, este proceso se llama CONDENSACIÓN.

Esto podemos observarlo cuando el vapor de agua para preparar pastas choca contra la tapa de la cacerola, donde formará pequeñas gotas que cubren la tapa; cuando en un baño cerrado nos bañamos con agua caliente, el vapor de agua choca contra los azulejos, los espejos, que son superficies frías, formando pequeñas gotitas de agua que cubren azulejos y espejos.

- Sublimación: es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado GASEOSO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura, sin pasar por el estado líquido intermedio.

El calor es una palabra que usamos muy a menudo en nuestra cultura pero rara vez nos detenemos a pensar que significa realmente ; ¿Porque tenemos calor ? , ¿porque en verano sentimos que el aire nos agobia ? La verdad es que sabemos muy o poco del calor o de la energía calórica siendo que constantemente la estamos utilizando o sintiendo siendo la energía que desprende una fogata , una estufa calentando la casa o un sartén que se a puesto al fuego pero debemos diferenciar dos conceptos muy parecidos pero diferentes :

Calor y Temperatura.

La temperatura es la forma que nosotros tenemos de identificar una cierta cantidad de calor

Aparte de esto hay respuestas a otras preguntas referentes a la dilatación de sólidos y líquidos transmisión de calor o Calorimetria.

1.- Calor y Temperatura

1) Calor : ¿ Que es ?

El calor es la energía mecánica de las moléculas lo que no tiene porque influir en su movilidad y fuerza de cohesión

2) Diferencia entre temperatura y calor

Estos dos conceptos suelen confundirse pero son muy distintos : calor y temperatura. El calor es energíamientras que la temperatura es la expresión que este calor pueda tener;

ejemplo : dos recipientes de distinto tamaño llenos de agua pueden tener el mismo nivel , pero distinta cantidad de agua ,

algo así ocurre con la temperatura ; ella puede tener la misma cantidad de temperatura pero distinta cantidad de calor :

ejemplo : mientras los dos recipientes pueden hervir a la misma temperatura el que tenga mayor cantidad de agua tendrá mayor cantidad de calor.

3) El termómetro

Los termómetros se construyeron para medir con precisión la temperatura y para eso se utiliza una propiedad del calor : La dilatación .

Temperatura y calor

Siendo que nuestro sentido del tacto fue nuestro primer termómetro este no es muy preciso y fácilmente puede ser engañado . Ejemplo : si se tienen tres recipientes con agua a diferentes temperaturas ordenadas de menor a mayor de izquierda a derecha y se introduce un dedo de cada mano en cada uno de los recipientes de los extremos ( frío y caliente ) ,

al introducir ambos en el recipiente de mediana temperatura uno marcara frío y el otro caliente .

Los termómetros se construyen en base a esta propiedad , ya que el Mercurio ( metal liquido de uso habitual en la construcción de estos ) se dilata fácilmente al recibir el calor del cuerpo .

Los termómetros se pueden graduar en distintas escalas las mas conocidas son las Celsius , Fahrenheit y Kelvin ( o absoluta ) y lo que marque el termómetro será la temperatura dependiendo de la escala en que este graduada .

2.- La dilatación

1) Dilatación de los Sólidos : Dilatación lineal

Si calentamos una varilla su longitud aumenta . Pero , ¿de que factores depende el aumento de longitud ?

1.1) Dependencia de la temperatura

Si le aplicamos aún varilla de hierro una temperatura X y luego aumentamos esa temperatura a 2X veremos que la dilatación también a aumentado al doble , entonces podemos decir :

Las variaciones de longitud son directamente proporcionales a las variaciones de la temperatura .

1.2) Dependencia de la longitud

Tenemos que si la misma varilla aumentamos su tamaño al doble , igual se cumpliría la proporcionalidad de las variaciones de temperatura , pero que para una variación de temperatura igual el volumen aumenta al doble .

1.3) Dependencia del material

Ahora usaremos una varilla de cobre . Encontraremos que cumple con las variaciones anteriores , pero además la varilla de cobre experimenta variaciones de longitud distintas que la varilla de hierro .

2) Dilatación de los Líquidos

2.1) El agua no sigue reglas

Experiencia : al llenar con agua un recipiente y enfriarla hasta los 0º C , pero sin que el agua se solidifique . Luego calentemos y observemos el nivel del agua y midámoslo con un termómetro . Veremos algo curioso : a partir de los 0º C , a medida que la temperatura sube el agua no se dilata , por el contrario se contrae hasta los 4º C momento en que su comportamiento vuelve a ser normal : a mayor temperatura mayor volumen .

2.2) Máxima densidad del agua

En toda la experiencia anterior la masa del agua no ha cambiado pero si su volumen y su densidad . A menor volumen , mayor densidad . Por eso los 4º C son la temperatura mas densa del agua .

2.3) El hielo es menos denso que el agua

Al llegar a los 0º C , el agua esta a punto de solidificarse y si se la enfría se transforma en hielo y en este estado la masa del agua ocupa un volumen mayor , de modo que la densidad del hielo es menor por lo que este flota en el agua .

3.- Medición del calor : La Calorimetria

La unidad básica de cantidad de calor es la caloría ;

CALORIA : Cantidad de calor que entregada a 1 gr. de agua eleva su temperatura en 1º C . Su símbolo es la caloría y la kilocaloria (1000 calorías ) .

1) Calor especifico

Si al entregar a dos masas iguales de agua X caloría y a la otra 2X , la segunda tendrá el doble de temperatura que la primera ; esto ocurre para todas las masas iguales de una sustancia cualquiera .

Si a dos masas de igual de una misma sustancia la primera logra X cantidad de temperatura y la segunda 2X cantidad de temperatura quiere decir que a la segunda se le entrego el doble de calor que la primera .

ENTONCES : Las cantidades de calor entregadas , o quitadas , a masas iguales de sustancias iguales , son directamente proporcionales a las variaciones de temperatura

Consideremos dos recipientes con masas iguales de agua se les entrega a cada una una cantidad de calor suficiente para que ambas experimenten el mismo aumento de temperatura . Observaremos que necesitaron cantidades de calor directamente proporcionales con sus respectivas cantidades de masas de agua ( esto ocurre con cualquier sustancia )

ENTONCES : Las cantidades de calor entregadas , o quitadas , a masas distintas de una misma sustancia para producir igual variación de temperatura son directamente proporcionales a las masas  .

De las dos conclusiones anteriores si tenemos varios cuerpos de la misma sustancia pero de masa distintas ( m , m' , m'' ) se les entregan cantidades de calor distintas ( q , q'

, q'' ) se producen aumentos de temperatura ( t , t' , t'') tales , que las cantidades de calor están en proporción con los productos de cada masa por su aumento de temperatura .

q : m x t = q' : m' x t' = q'' : m'' x t'' = calor especifico de una sustancia ( c ) .

Este valor representa la cantidad de calor que es necesario dar a un 1 gr. de una sustancia para que su temperatura se eleve en 1º C .

2) Cantidad de calor

La cantidad de calor que un cuerpo recibe o cede se calcula multiplicando el calor especifico por la masa y por la variación de temperatura ;o sea :

q = c x m x t

4.- Transmisión de calor

El calor pasa de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura .Si dos cuerpos están a igual temperatura no pasa calor de uno a otro .

1)Formas de transmisión del calor

1.1)Transmisión por convección

Si se pone al fuego a un recipiente , el liquido de la parte de abajo se calienta primero , su densidad disminuye y sube , desplazando al mas frío que baja a calentarse ; así esto ayuda a que los líquidos se calienten mas rápido .

1.2)Transmisión por conducción

Si se sostiene una barra por un extremo y el otro se lo acerca a una llama vemos que el calor se transmite por la barra sin ningún desplazamiento de materia

1.3)Transmisión por radiación

El calor del sol nos llega por medio de ondas electromagnéticas que se propagan por el vacío , todos los cuerpos

transmiten calor por radiación sea cual sea su temperatura .

conclusión : Como hemos podido observar el calor influye en nosotros de otras maneras aparte de la conocida sensación térmica , ya sea por dilatación de los cuerpos , en que este calor es proporcional con la masa o sea aumenta o disminuye junto a ella para lograr una misma temperatura en los dos cuerpos o por su relevancia en los estados de la materia , algo aprendido desde los primeros años de estudio ; pero además tiene otras características como o la transmisión de este por distintos medios y la medición de la energía calórica que se expresa en Joules y su diferencia con la temperatura que se expresa en grados representados por distintas escalas .