Diferencia entre Calor y Temperatura

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¿Qué es el calor?

Qué es el calorEl calor y la temperatura son dos conceptos físicos que se pueden medir, cuantificar y sentir. El calor se puede definir de una manera sencilla como la transferencia de la energía.

También se define al calor como la forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas.

La transmisión del calor a nivel de la energía térmica se puede realizar de 3 maneras diferentes:

1) Conducción

ConducciónEsta forma de transmisión del calor se refiere al proceso mediante el cual las partículas individuales de dos o más cuerpos, que tienen diferentes temperaturas, hacen contacto alcanzando el equilibrio térmico.

Por ejemplo, el calor que el agua conduce a la cuchara colocada dentro del agua del té y que la calienta. Este tipo de conducción del calor sólo se presenta en materiales sólidos.

2) Convección

ConvecciónEs un proceso que implica movimiento de fluido de regiones que están a una temperatura a otras que se encuentran a otra temperatura.

La convección sólo se realiza en los fluidos ya sea líquidos o gases. El transporte del calor se produce por el movimiento del medio. Un ejemplo de ello se encuentra en los aparatos de calefacción dentro de las viviendas.

3) Radiación

Se refiere a la transmisión del calor a través de las ondas electromagnéticas. Requiere de una doble transmisión de energía: primero térmica a la energía radiante y viceversa, para alcanzar al cuerpo donde se va a propagar o irradiar.

La energía solar es un ejemplo de este proceso de radiación del calor.

Medida del calor

Medida del calorDentro del sistema internacional, el calor puede se mide en Joules o Julios, al igual que la energía y el trabajo, en honor a James Prescott Joules.

Un Joules o Julio es la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton en un metro de longitud en la misma dirección de la fuerza.

La presencia del calor en una superficie tiende a elevar su temperatura y por consiguiente la acumulación de calor interno. Las leyes de la ciencia de la termodinámica advierten que el calor de un objeto se mantiene si su sistema de calor es cerrado como sucede en el caso del sol.

¿Sabías qué...?
Desde el punto de vista de la física la energía calórica es la cantidad de energía que se debe suministrar a un cuerpo para que aumente su temperatura. De allí que: 1 kilocaloría (1 Kcal): Es la energía que se debe suministrar a 1 Kg de agua para que aumente su temperatura en 1ºC.

Igualmente, la caloría (cal) es una unidad 1000 veces menor. Es decir, 1 cal es la energía necesaria para que 1 gramo de agua aumente su temperatura en 1º C.

La referencia que se hace del calor como la temperatura que se alcanza en verano, viene determinada por el fenómeno ambiental que hace que los espacios estén naturalmente cálidos sin necesidad de la calefacción.

En las últimas décadas la tierra viene mostrando importantes variaciones relacionadas con el aumento del calor y de las altas temperaturas de la superficie y de la atmósfera creándose el llamado efecto invernadero.

El calor puede ser

Específico

El calor puede ser - LatenteEl calor específico de una sustancia puede ser definida como la cantidad de energía (Q) que hay que proporcionarle a la masa (1 kg) para que eleve su temperatura a 1 Kelvin.

Algunos valores específicos de ciertas sustancias son: Plomo y el oro 130, la Plata 234, el mercurio 138, aluminio 899, el hielo y el vapor de agua 2090 mientras que el agua tiene un calor específico de 4180.

Latente

En este caso la energía térmica o calor no va a depender de la temperatura. Se expresa en Kilo Jules por kilogramos. Cuando se aporta calor a una sustancia puede producirse un efecto denominado cambio de estado o cambio de fase.

Casi todas las sustancias pueden presentarse en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso.

¿Qué es la temperatura?

Qué es la temperaturaLa temperatura, no es energía sino la expresión de la agitación molecular que posee un cuerpo o un sistema y equivale al valor promedio de la energía de todas sus partículas. 

Se puede definir a la temperatura como la magnitud física que mide la energía térmica de una sustancia.

Las moléculas que forman todos los cuerpos están siempre en movimiento y de allí que el movimiento de sus partículas se expresa en la temperatura del cuerpo. 

Las variaciones de temperatura de un cuerpo van casi siempre acompañadas de una variación de las magnitudes observables o macroscópicas que caracterizan el estado de dicho cuerpo.

A la temperatura se le describe comúnmente como “caliente” o “frío” donde el primer término es una temperatura alta mientras que la segunda es baja.

Medida de la temperatura

Medida de la temperaturaEn el sistema internacional, S.I., la temperatura se mide en Kelvin (K) de la escala absoluta.

Pero la forma que se utiliza normalmente para medir la temperatura es la escala centígrada, cuya unidad viene dada por el grado centígrado (ºC) o Celsius. 

De allí que el grado centígrado (ºC) es la temperatura de fusión del hielo; y el valor de 100ºC, es la temperatura a la que el agua alcanza su punto de ebullición.

Escala centígrada

Grados centígrados o Celsius, usa como puntos de referencia la temperatura de fusión y de ebullición en los valores de 0 a 100. Su creador fue un científico, astrónomo y físico sueco llamado Anders Celsius de quien adoptó el nombre.

Escala Fahrenheit

Se divide en 180 partes iguales y hace corresponder los puntos de congelación y de ebullición del agua a 32º F y 212º F respectivamente. Fue propuesta 1724, por el físico e ingeniero polaco Daniel Gabriel Fahrenheit.

Escala Kelvin

Es la unidad que sitúa su cero en el punto de la temperatura mínima posible, donde los átomos y moléculas se encontrarían en reposo, manteniendo la misma dimensión. Fue creada sobre la base de grados Celsius por el físico británico, Lord Kelvin (William Thomson).

La unidad de esta escala se denomina actualmente como Kelvin (K) y no grados Kelvin como se le conocía anteriormente.

Escala Rankine

Si bien esta unidad no es muy utilizada, su punto de referencia es el punto de cero absoluto, que son 0°R, como en la escala Kelvin con intervalos de grado idénticos al intervalo de grado Fahrenheit. Coloca el punto de solidificación del agua (congelación) en 491,67° Rankine.

Su creador fue el físico e ingeniero escocés William Rankine quien la propuso en 1859.

Escala Réaumur (° Ré, ° Re)

Tiene como puntos de referencia el punto de solidificación del agua (congelación), 0 º Re y el punto de ebullición del agua a 80 º Re. La introdujo el científico francés René Antoine Ferchault de Réaumur en 1730. Fue muy utilizada en algunas partes de Europa y Rusia, pero ha ido desapareciendo a partir del siglo XX.

Principales diferencias entre calor y temperatura

El calor y la temperatura son dos magnitudes absolutamente distintas:

Calor Temperatura
Es: El calor es el tránsito de energía entre dos sistemas: el de mayor energía cede o transfiere energía a la otra.

Sistema de medición en Joules/Julios, Kilocalorías y Calorías.

El símbolo del calor es la letra Q.

Depende de sus cualidades: tamaño, velocidad, número y tipo de sustancia.

Su efecto: dilata, funde, volatiliza y descompone un cuerpo.

Aparatos para medirlos. El calor se mide con un aparato denominado calorímetro.

La temperatura es la agitación de las moléculas de un cuerpo. Mide la energía térmica de un cuerpo

En grados centígrados, Kelvin, Rankine o también en Réaumur.

La temperatura se simboliza con la letra T.

No depende de esas cualidades.

Es el grado de calor del cuerpo o sustancia.

La temperatura se mide con termómetros.

Bibliografía

  • Sanmarín, Juan. El calor y la temperatura. Reproducido de: Material en PDF.
  • González, G., Camaño, C., Campos, M., Tasso, A. Calor y Temperatura. Trabajo Práctico de Física. Div. 2do. “B”- CENS 452. Material en PDF.

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