Temperatura (14 de agosto)

Para comenzar, opinamos sobre las siguientes frases:

 Si dejo la bebida al sol, se calienta.

Los cubitos de hielo enfrían la bebida.

¡Cerrá la heladera que se escapa el frio!

Si tengo dos ollas de diferente tamaño y les agrego agua hirviendo hasta el tope, la más grande se enfría más lento porque está más caliente.

¿Qué es la temperatura?

Los objetos que nos rodean están formados por materia. Y ésta, a su vez, está compuesta por partículas que están en constante movimiento.

Las partículas pueden vibrar, girar o desplazarse y todos expresan su energía interna. Recordemos que la energía, es la capacidad de realizar trabajo.

  

La Temperatura se relaciona con la rapidez con que se mueven las partículas, es un promedio y nos indica su energía de movimiento (Energía Cinética).

Ahora, imaginemos la siguiente situación:

 

 

Tenemos 3 ollas que contienen agua. Una estuvo al fuego, otra es agua sacada de la heladera y, la del medio, agua a temperatura ambiente.

Si alguien coloca una mano en la olla con agua caliente y otra en la que contiene agua fría,  al colocarlas en la olla del medio ¿sentirá lo mismo en las dos manos?

Seguramente, la mano que estuvo antes en el agua fría, sentirá al agua tibia como caliente. Y lo contrario sucederá con la otra. Es es lo que llamamos sensación térmica.

La SENSACIÓN TÉRMICA es lo que la piel percibe en contacto con los objetos y no es la temperatura real de los objetos. No sirve para medir temperaturas.

 

 ¿CÓMO SE MIDE LA TEMPERATURA?

La necesidad de tener formas de comparar las temperaturas que no dependieran de la sensación, llevó a la creación de escalas. Hubo varias hasta que se llegó a la que se usa actualmente, la escala Celsius.

Los termómetros que utilizan esta escala se calibran en base a dos puntos fijos 0°C y 100°C, siendo el 0°C la temperatura en la que el agua pasa de estado sólido a líquido y 100°C la temperatura a la que hierve. Fijados esos puntos, existen, entre ambos, 100 divisiones y a cada una de ellas se las denomina grado. Las temperaturas menores al punto de fusión del agua serán negativas.

Definimos puntos de fusión y de ebullición:

PUNTO DE FUSIÓN: es la temperatura a la que se produce el pasaje de sólido a líquido de un material.

PUNTO DE EBULLICIÓN: es la temperatura a la que se produce el pasaje de estado líquido a gaseoso, como producto de la ebullición.

 
  
Existe otra escala que se usa para desarrollos científicos, la escala Kelvin:

Esta escala no se basa en las temperaturas tomadas como puntos fijos en la escala Celsius, sino en un cálculo de la energía interna de la materia. Estos cálculos dieron como resultado que la energía mínima que podría tener la materia sucede cuando la otra escala registrase -273°C. A esa temperatura se le consignó el 0 en la escala Kelvin, por lo tanto, no tiene registros negativos.

Se define así el CERO ABSOLUTO, que es la temperatura mínima posible y corresponde al estado de menor energía posible de la materia. La temperatura medida con la escala Kelvin se denomina TEMPERATURA ABSOLUTA y es la que se utiliza para cálculos y desarrollos teóricos científicos.

Observando los dos termómetros, podemos ver que:

                                        0K coincide con -273°C

                                       0°C coincide con 273K

                                    100°C coincide con 373K

Así, podemos deducir cómo convertir valores de una escala a otra:

Para pasar de °C a K, se debe sumar 273

Para pasas de K a °C, se debe restar 273

Como ejemplo, resolvemos el siguiente ejercicio:

Se pide convertir las siguientes mediciones de temperatura:

1. 15°C a K
2. 227°C a K 
3. 373K a °C
4. 600K a °C 

 Solución:

1. Para pasar de °C a K se debe sumar 273, entonces 15°C = (15 + 273)K = 288K 
2. De la misma manera, 227°C  = (227 + 273)K = 500K
3. Para pasar de K a °C se debe restar 273, entonces 373K = (373 - 273)°C = 100°C
4. Como en el punto anterior, 600K = (600 - 273)°C = 327°C

   

¿Y qué es el calor?

En el pasado, existía el concepto de CALÓRICO, como algo que estaba dentro de los objetos y se podía extraer, así como sucede con la sangre en los seres vivos. Con el tiempo, alguien observó (el ministro de Guerra de Baviera) algo que le llamó la atención: taladraban grandes piezas de metal para fabricar cañones y se desprendían grandes cantidades de calor. Pero el calor nunca se acababa y, si fuera algo contenido dentro del objeto, en algún momento se tenía que terminar. Esa observación llevó a que se replanteara la idea y, con el tiempo, se llegó al concepto de calor actual:

El CALOR es una forma de intercambio de energía desde un cuerpo que tiene mayor temperatura hacia otro de menor temperatura.