El calor y la temperatura no son lo mismo
2.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Distinguir temperatura, energía interna y transferencia de energía por diferencia de temperatura.
- Reconocer conducción, convección y radiación en situaciones cotidianas.
- Explicar efectos térmicos: cambio de temperatura, dilatación y cambio de estado.
Antes de empezar
- Conocer el modelo cinético-molecular.
- Reconocer transformaciones y transferencias de energía.
- Leer una escala de temperatura.
Temperatura no es cantidad de calor
La temperatura describe el estado térmico de un sistema y permite predecir la dirección espontánea de una transferencia térmica. Calor es un nombre para la energía que se transfiere entre sistemas debido a una diferencia de temperatura; no es algo almacenado dentro de un objeto.
Cuando dos cuerpos en contacto alcanzan la misma temperatura, llegan al equilibrio térmico y cesa la transferencia neta por esa causa. Pueden tener masas y energías internas distintas aunque el termómetro marque lo mismo.
Equilibrio térmico
- Equilibrio térmico
- Estado en el que dos sistemas en contacto no presentan transferencia neta de energía debida a una diferencia de temperatura porque sus temperaturas son iguales.
Tres mecanismos
La conducción domina en el contacto dentro de un material: una cuchara metálica se calienta desde el extremo sumergido. La convección transporta energía con el movimiento de un fluido: el agua calentada asciende y la más fría desciende. La radiación electromagnética puede transferir energía sin medio material: recibimos energía del Sol a través del espacio.
En situaciones reales pueden actuar varios mecanismos a la vez. Nombrar el mecanismo principal no obliga a negar los otros.
Cómo identificar el mecanismo principal
- Localiza el sistema más caliente y el más frío.
- Comprueba si hay contacto a través de un sólido: apunta a conducción.
- Busca movimiento global de un líquido o gas: apunta a convección.
- Si la transferencia atraviesa el vacío o llega desde una fuente sin contacto, identifica radiación.
- Describe siempre de qué sistema a cuál se transfiere energía.
Una botella que se dilata
Una botella cerrada con aire se calienta moderadamente y su membrana flexible se abomba.
- El aire recibe energía y aumenta su temperatura.
- Las partículas se mueven con mayor agitación y chocan de otra manera con las paredes.
- Como la pared es flexible, el volumen puede aumentar.
El calentamiento puede producir dilatación sin crear materia.
Lo más caliente no siempre transfiere más energía total
Una chispa a 900 °C contiene necesariamente más energía que una bañera a 40 °C.
La temperatura no basta para comparar energía interna; importan cantidad y tipo de materia, estado y temperatura.
Una temperatura alta describe el estado térmico, no la energía total del sistema. La pequeña masa de la chispa cambia la comparación.
Qué debes conservar
- La temperatura es una propiedad del sistema; el calor, energía en transferencia por diferencia de temperatura.
- La energía fluye espontáneamente del sistema a mayor temperatura al de menor temperatura.
- Conducción, convección y radiación pueden coexistir.
- El calentamiento puede cambiar temperatura, volumen o estado según las condiciones.
Compruébalo ahora
Relaciona cuchara, corrientes del agua y luz solar con conducción, convección y radiación.
Ver solución explicada
Respuesta: Cuchara: conducción. Corrientes del agua: convección. Luz solar: radiación.
El sólido transmite por contacto, el fluido transporta energía al moverse y la radiación electromagnética llega sin contacto material.
Una taza está a 70 °C y la habitación a 22 °C. ¿Qué ocurre espontáneamente?
- La energía se transfiere de la taza al entorno hasta acercarse al equilibrio.
- El frío pasa del entorno a la taza como una sustancia.
- La temperatura de la taza aumenta sin aporte externo.
Ver solución explicada
Respuesta: La energía se transfiere de la taza al entorno hasta acercarse al equilibrio.
La diferencia de temperatura impulsa una transferencia neta desde el sistema más caliente al más frío.
Cita dos efectos distintos que puede producir el calentamiento de un material y aclara que no tienen por qué ocurrir siempre a la vez.
Ver solución explicada
Respuesta: Puede aumentar la temperatura y producir dilatación; también puede causar un cambio de estado. El efecto depende del material y de las condiciones.
La energía transferida puede reflejarse en agitación térmica, separación o reorganización; no todo calentamiento produce una transición de fase.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque C: efectos del calor, temperatura, cambios de estado, transferencias y aplicaciones. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
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