¿Alguna vez te has preguntado por qué sientes más frío... Mostrar más
Física i Química1,137 visualizaciones·Actualizado Jun 5, 2026·5 páginasEnergía Térmica: Conceptos de Calor y Temperatura
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Calor, Temperatura y Termómetros
¿Sabías que el calor es en realidad una forma de energía? Esto lo demostró James Prescott Joule a mediados del siglo XIX, revolucionando nuestra comprensión de la física.
La temperatura no es lo que tu piel percibe. En realidad, mide la velocidad media de vibración de las moléculas de un cuerpo. Por eso existe el cero absoluto : es la temperatura más baja posible porque ahí los átomos simplemente no pueden vibrar menos.
Los termómetros miden la temperatura usando propiedades que cambian con ella: la longitud de los metales, el volumen de los líquidos o la resistencia eléctrica. Las escalas termométricas más importantes son Celsius (0°C fusión del hielo, 100°C ebullición del agua), Fahrenheit (32°F a 212°F) y Kelvin (empieza en el cero absoluto).
Clave para exámenes: Recuerda que K = C + 273. Para diferencias de temperatura (ΔT), da igual usar Celsius o Kelvin, ¡pero nunca Fahrenheit!
Temperatura vs Calor: La temperatura solo depende de la velocidad de vibración molecular, no de la cantidad de materia. El calor depende tanto de la temperatura como de la masa del cuerpo.
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Calor Específico y Equilibrio Térmico
El calor específico es la cantidad de energía que necesitas para calentar 1 kg de una sustancia en 1°C. La fórmula que debes dominar es: Q = mcΔT, donde Q es el calor, m la masa, c el calor específico y ΔT el cambio de temperatura.
Las unidades del calor son los julios (J), aunque todavía se usa la caloría. Una caloría equivale a 4,18 J. El agua tiene un calor específico de 1 cal/g°C o 4180 J/kg·K.
Cuando un cuerpo caliente toca uno frío, ocurre el equilibrio térmico. El calor cedido por el cuerpo caliente es igual al recibido por el frío, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura. Esto se expresa como: Q₁ + Q₂ = 0.
Truco de examen: En problemas de equilibrio térmico, siempre plantea que la suma de todos los calores intercambiados es cero.
El calorímetro es el instrumento que mide el calor específico. Funciona mezclando una muestra con agua conocida en un recipiente aislado y midiendo la temperatura final de equilibrio.
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Cambios de Estado y Calor Latente
Cuando calientas un cuerpo, su temperatura sube hasta llegar al punto de cambio de estado. Ahí pasa algo fascinante: ¡la temperatura se mantiene constante aunque sigas añadiendo calor!
Este calor "extra" se llama calor latente o calor de transformación. Las partículas lo usan para vencer las fuerzas que las mantienen unidas y cambiar de estado. Para el hielo, necesitas 80 cal/g para fundirlo a 0°C.
Los cambios de estado tienen nombres específicos: fusión (sólido→líquido), vaporización (líquido→gas), solidificación (líquido→sólido), condensación (gas→líquido) y sublimación (sólido→gas directamente).
¿Por qué sientes frío cuando se evapora un líquido en tu mano? Porque absorbe el calor de vaporización de tu piel para convertirse en vapor.
La fórmula completa para calentar un cuerpo con cambios de estado es: Q = mcΔT_sólido + mQ_f + mcΔT_líquido + mQ_v + mcΔT_gas. Parece complicada, pero cada término tiene sentido: calor para calentar + calor para cambiar de estado.
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Dilatación de los Materiales
¿Has visto alguna vez las juntas en el suelo de los centros comerciales? Están ahí por la dilatación térmica. Cuando los materiales se calientan, sus átomos vibran más y ocupan más espacio.
Para una varilla, la dilatación lineal sigue la fórmula: L = L₀, donde α es el coeficiente de dilatación lineal. Es un número muy pequeño, pero sus efectos pueden ser destructivos en estructuras grandes.
La dilatación superficial es: S = S₀ y la volumétrica: V = V₀. Fíjate en los coeficientes: 1α, 2α y 3α para lineal, superficial y volumétrica respectivamente.
Dato curioso: Las vías de tren pueden curvarse peligrosamente si no se calculan bien las juntas de dilatación. ¡La física puede salvar vidas!
Aunque las variaciones parezcan pequeñas para cambios de 20-40°C, en estructuras como puentes o edificios pueden causar daños graves. Por eso los ingenieros siempre incluyen juntas de dilatación.
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Máquinas Térmicas
Las máquinas térmicas convierten calor en trabajo mecánico, como los motores de los coches. Funcionan tomando calor de un foco caliente, realizando trabajo útil y cediendo el resto del calor a un foco frío.
Aquí viene una mala noticia: es imposible convertir todo el calor en trabajo. Siempre se pierde parte del calor al ambiente exterior. Esta es una ley fundamental de la termodinámica.
El rendimiento de una máquina térmica mide su eficiencia: r = × 100, donde W es el trabajo obtenido y Q el calor aportado. Es como dividir "lo que obtenemos entre lo que nos cuesta".
Piénsalo así: Si un motor tiene un rendimiento del 30%, significa que solo aprovecha el 30% del combustible que quemas. El resto se va en calor perdido.
Los mejores motores de combustión tienen rendimientos around 40-50%. Los motores eléctricos pueden superar el 90%, por eso son más eficientes que los de gasolina.
Pensamos que nunca lo preguntarías...
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¿Dónde puedo descargar la app Knowunity?
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4.6/5App Store
4.7/5Google Play
La app es muy fácil de usar y está muy bien diseñada. Hasta ahora he encontrado todo lo que estaba buscando y he podido aprender mucho de las presentaciones. Definitivamente utilizaré la aplicación para un examen de clase. Y, por supuesto, también me sirve mucho de inspiración.
Pablousuario de iOS
Esta app es realmente genial. Hay tantos apuntes de clase y ayuda [...]. Tengo problemas con matemáticas, por ejemplo, y la aplicación tiene muchas opciones de ayuda. Gracias a Knowunity, he mejorado en mates. Se la recomiendo a todo el mundo.
Elenausuaria de Android
Vaya, estoy realmente sorprendida. Acabo de probar la app porque la he visto anunciada muchas veces y me he quedado absolutamente alucinada. Esta app es LA AYUDA que quieres para el insti y, sobre todo, ofrece muchísimas cosas, como ejercicios y hojas informativas, que a mí personalmente me han sido MUY útiles.
Anausuaria de iOS
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¿Alguna vez te has preguntado por qué sientes más frío al tocar una barra de hierro que un trozo de madera, aunque estén a la misma temperatura? La energía térmica está por todas partes y afecta desde cómo percibimos el... Mostrar más
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Calor, Temperatura y Termómetros
¿Sabías que el calor es en realidad una forma de energía? Esto lo demostró James Prescott Joule a mediados del siglo XIX, revolucionando nuestra comprensión de la física.
La temperatura no es lo que tu piel percibe. En realidad, mide la velocidad media de vibración de las moléculas de un cuerpo. Por eso existe el cero absoluto : es la temperatura más baja posible porque ahí los átomos simplemente no pueden vibrar menos.
Los termómetros miden la temperatura usando propiedades que cambian con ella: la longitud de los metales, el volumen de los líquidos o la resistencia eléctrica. Las escalas termométricas más importantes son Celsius (0°C fusión del hielo, 100°C ebullición del agua), Fahrenheit (32°F a 212°F) y Kelvin (empieza en el cero absoluto).
Clave para exámenes: Recuerda que K = C + 273. Para diferencias de temperatura (ΔT), da igual usar Celsius o Kelvin, ¡pero nunca Fahrenheit!
Temperatura vs Calor: La temperatura solo depende de la velocidad de vibración molecular, no de la cantidad de materia. El calor depende tanto de la temperatura como de la masa del cuerpo.
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Calor Específico y Equilibrio Térmico
El calor específico es la cantidad de energía que necesitas para calentar 1 kg de una sustancia en 1°C. La fórmula que debes dominar es: Q = mcΔT, donde Q es el calor, m la masa, c el calor específico y ΔT el cambio de temperatura.
Las unidades del calor son los julios (J), aunque todavía se usa la caloría. Una caloría equivale a 4,18 J. El agua tiene un calor específico de 1 cal/g°C o 4180 J/kg·K.
Cuando un cuerpo caliente toca uno frío, ocurre el equilibrio térmico. El calor cedido por el cuerpo caliente es igual al recibido por el frío, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura. Esto se expresa como: Q₁ + Q₂ = 0.
Truco de examen: En problemas de equilibrio térmico, siempre plantea que la suma de todos los calores intercambiados es cero.
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Cuando calientas un cuerpo, su temperatura sube hasta llegar al punto de cambio de estado. Ahí pasa algo fascinante: ¡la temperatura se mantiene constante aunque sigas añadiendo calor!
Este calor "extra" se llama calor latente o calor de transformación. Las partículas lo usan para vencer las fuerzas que las mantienen unidas y cambiar de estado. Para el hielo, necesitas 80 cal/g para fundirlo a 0°C.
Los cambios de estado tienen nombres específicos: fusión (sólido→líquido), vaporización (líquido→gas), solidificación (líquido→sólido), condensación (gas→líquido) y sublimación (sólido→gas directamente).
¿Por qué sientes frío cuando se evapora un líquido en tu mano? Porque absorbe el calor de vaporización de tu piel para convertirse en vapor.
La fórmula completa para calentar un cuerpo con cambios de estado es: Q = mcΔT_sólido + mQ_f + mcΔT_líquido + mQ_v + mcΔT_gas. Parece complicada, pero cada término tiene sentido: calor para calentar + calor para cambiar de estado.
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Para una varilla, la dilatación lineal sigue la fórmula: L = L₀, donde α es el coeficiente de dilatación lineal. Es un número muy pequeño, pero sus efectos pueden ser destructivos en estructuras grandes.
La dilatación superficial es: S = S₀ y la volumétrica: V = V₀. Fíjate en los coeficientes: 1α, 2α y 3α para lineal, superficial y volumétrica respectivamente.
Dato curioso: Las vías de tren pueden curvarse peligrosamente si no se calculan bien las juntas de dilatación. ¡La física puede salvar vidas!
Aunque las variaciones parezcan pequeñas para cambios de 20-40°C, en estructuras como puentes o edificios pueden causar daños graves. Por eso los ingenieros siempre incluyen juntas de dilatación.
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Máquinas Térmicas
Las máquinas térmicas convierten calor en trabajo mecánico, como los motores de los coches. Funcionan tomando calor de un foco caliente, realizando trabajo útil y cediendo el resto del calor a un foco frío.
Aquí viene una mala noticia: es imposible convertir todo el calor en trabajo. Siempre se pierde parte del calor al ambiente exterior. Esta es una ley fundamental de la termodinámica.
El rendimiento de una máquina térmica mide su eficiencia: r = × 100, donde W es el trabajo obtenido y Q el calor aportado. Es como dividir "lo que obtenemos entre lo que nos cuesta".
Piénsalo así: Si un motor tiene un rendimiento del 30%, significa que solo aprovecha el 30% del combustible que quemas. El resto se va en calor perdido.
Los mejores motores de combustión tienen rendimientos around 40-50%. Los motores eléctricos pueden superar el 90%, por eso son más eficientes que los de gasolina.
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