Calor

El calor se refiere a la transferencia de calor y sucede si hay diferencia de temperatura en una dirección de mayor a menor. Explicamos qué es el calor, sus unidades, tipos, ejemplos y más.

¿Qué es el calor?

El calor se refiere a una forma de energía que es transferida de modo espontáneo, bien sea entre zonas distintas de un mismo cuerpo o desde un cuerpo hacia otro. En la termodinámica, el calor significa transferencia de energía. Esa transferencia ocurre por el rozamiento que ocurre entre un cuerpo y otro, en donde el traspaso se da desde el más caliente al más frío, para que se dé un equilibrio.

Calor

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Transmisión del calor

Son tres modos distintos en los cuales el calor se transmite:

Irradiación térmica – El calor es propagado mediante ondas magnéticas, es decir, los dos cuerpos no tienen que necesariamente estar en contacto.

Conducción térmica – El calor se transmite a través de la agitación de las moléculas, así que la temperatura se va a incrementar, los líquidos se evaporarán, los sólidos se funden y los cuerpos se dilatan.

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Convección térmica – El calor es transferido entre gases y líquidos.

Cambios de fase de la materia por calor

En la naturaleza son tres los estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso. En algunos casos, si una sustancia se somete al calor, su estado puede cambiar, proceso que se denomina como cambio de fase. Algunas de sus variantes son:

  • Sublimación regresiva – Si la materia pasa de estado gaseoso a sólido.
  • Sublimación progresiva – Si la materia pasa de estado sólido a gaseoso.
  • Evaporación o vaporización – Si la materia pasa de estado líquido a gaseoso.
  • Condensación – Si la materia pasa de estado gaseoso a líquido.
  • Solidificación – Si la materia pasa de estado líquido a sólido.
  • Fusión – Si la materia pasa de estado sólido a líquido.

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Unidades de calor

El calor es una transferencia de energía, por lo cual es posible que se mida la pérdida o ganancia de energía. Por tal razón, existe una unidad para su medición, la cual se conoce como joule, la cual, además del calor, se usa para medir el trabajo energía.

Hay dos unidades más para medir el calor:

  • Caloría – La abreviación es cal. Es una unidad que representa la cantidad de energía necesaria para que se incremente 1 gramos de agua en 1°C.
  • Kilocaloría – Su abreviación es kcal. Es la representación de lo que se requiere para elevar 1 kilo de agua en 1°C.
  • Unidad térmica británica – Su abreviación es BTU. Con ella se representa la cantidad de calor que se necesita suministrar para que una libra de agua aumente la temperatura en 1°F.

¿Qué es la capacidad calorífica?

La capacidad calorífica es la relación que existe entre el calor suministrado a un cuerpo y el incremento que tiene su temperatura. En ese sentido, expresa la dificultad que un cuerpo tiene para que su temperatura aumente si se lo expone a una cantidad determinada de calor.

De este modo, entre más alta sea la capacidad calorífica, menos va a ser el incremento de la temperatura una cantidad de calor determinada. Los materiales aislantes térmicos se caracterizan por su capacidad calorífica alta.

Tipos de calor

Es posible identificar varios tipos de calor, algunos son:

  • Calor latente – Es la energía que se necesita para hacer que se modifique la fase de un volumen determinado de una sustancia, para que pase de sólido a líquido, o de líquido a gaseoso.
  • Calor sensible – Se trata del calor que consigue modificar la temperatura de una sustancia que le percibe. Aunque la temperatura del cuerpo aumenta, el calor no va a interferir en el estado o la estructura molecular.
  • Calor seco – Es un método térmico de esterilización que produce en los microorganismos que hacen parte de un cuerpo con un efecto que se asemeja a un horneado.
  • De fusión – Es la energía que se obtiene si se cambia un gramo de una sustancia sólida para pasar a un estado líquido, pero sin que la temperatura se modifique. Es entonces un calor que logra romper los enlaces sólidos de la materia.
  • Calor específico – Da cuenta de la cantidad de calor que se necesita para que aumente en un grado la temperatura de una unidad de masa en un gado. La energía va a proceder del cambio que se da con otras energías, y a su vez, es un resultado del movimiento en vibración de las moléculas y átomos que hacen parte de las sustancias.
  • Específico molar – Está relacionado con la constitución de las moléculas internas de la materia.

¿Qué es el equilibrio térmico?

Si dos cuerpos tienen una temperatura distinta y se ponen en contacto, hay un proceso de intercambio de calor entre ellos para que las temperaturas se igualen. Piense en una barra de hierro que está al rojo vivo, la cual se introduce en un recipiente con agua a temperatura ambiente. Con el paso de los minutos, pronto la temperatura subirá en el agua, mientras que la de la barra de hierro bajará, aunque ambas son iguales.

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Diferencias entre calor y temperatura

La temperatura y el calor son conceptos distintos, aunque por supuesto que están asociados entre sí. El calor es una transferencia térmica, la cual pasa desde un cuerpo con una temperatura mayor, hacia otro con una temperatura menor. En el caso de la temperatura es una medida o magnitud física, pensada para la medición de un estado térmico de un cuerpo, al igual que la energía cinética que se da en las moléculas.

De acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, la temperatura se mide en Kelvin, Celsius y Fahrenheit, mientras que el calor en joule, calorías o kilocalorías.

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Ejemplos de calor

En la vida cotidiana se dan muchos ejemplos de traspaso de la energía o de calor:

  • Una plancha de ropa – Electrodoméstico usado para elevar su temperatura y eliminar las arrugas de la tela.
  • De una bebida caliente a la taza – Si se sirve té, por ejemplo, la bebida transmite su calor a la taza, por lo que su temperatura aumenta.
  • Arena en la playa – El sol irradia temperatura y los granos de arena lo absorber, para después transportarlo, a la planta de los pies, por ejemplo.
  • La comida en un plato – El plato con la comida servida va a conducir el calor.
  • Del agua al cubo de hielo – Si se agrega un cubo de hielo al agua, se transfiere el calor del líquido al cubo, por lo que se derrite.
  • Chocolate derretido en la mano – Si se sujeta un chocolate en la mano por un tiempo, se derretirá en la raíz por la transferencia de la temperatura corporal.
  • Una pava – Desde la base de la pava se conduce el calor, que después se transfiere al agua, para que finalmente llegue a su punto de ebullición.
  • Una bombilla eléctrica – Si se enciente, emitirá calor rápidamente.

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