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Calor

Generadores de Gases y Calor
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Emisión de calor a la admosfera.JPG
Emisores de Calor y contaminantes del medio ambiente

Calor o energía calorífica El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.

Características

Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico. La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que sucede con la condición de que estén a diferente temperatura. La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es la forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

Introducción

La existencia de vida en la tierra esta condicionada a partir del surgimiento de la energía y del calor como una forma de esta; El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y moléculas (que son grupos de átomos) y la energía hace que los átomos y las moléculas estén en constante movimiento - rotando alrededor de si mismas, vibrando o chocándose unas con otras. El movimiento de los átomos y moléculas crea una forma de energía llamada calor o energía térmica, que está presente en todo tipo de materia. Incluso en los vacíos más frío de espacio hay materia que posee calor, muy pequeño pero medible.

Transferencia o transmisión

La transmisión de calor siempre ocurre desde el cuerpo más caliente al más frío. Se puede dar por tres mecanismos: Conducción, convección y radiación.

  • Conducción:El proceso por el que se transmite calor de un punto a otro de un sólido.

En la conducción se transmite energía térmica, pero no materia. Los átomos del extremo que se calienta, empiezan a moverse más rápido y chocan con los átomos vecinos transmitiendo la energía térmica. Las sustancias tienen distinta conductividad térmica, existiendo materiales conductores térmicos y aislantes térmicos. Conductores térmicos: Son aquéllas sustancias que transmiten rápidamente la energía térmica de un punto a otro. Por ejemplo, los metales. Aislantes térmicos: Son aquéllas sustancias que transmiten lentamente la energía térmica de un punto a otro. Ejemplos: Vidrio, hielo, ladrillo rojo, madera, corcho, etc. Suelen ser materiales porosos o fibrosos que contienen aire en su interior.

  • Convección:La convección es el proceso por el que se transfiere energía térmica de un punto a otro de un fluido (líquido o gas) por el movimiento del propio fluido.

Al calentar, por ejemplo, agua en un recipiente, la parte del fondo se calienta antes, se hace menos densa y sube, bajando el agua de la superficie que está más fría y así se genera un proceso cíclico. En la convección se transmite energía térmica mediante el transporte de materia. Se ha estudiado la existencia de otras transformaciones de energía que generan calor.

  • La energía electromagnética: (luz del Sol) calienta la Tierra. Esta es la primera fuente de toda la energía que llega a la Tierra y que luego se transforma en otros tipos de energía.
  • Los cuerpos: emiten energía calorífica en forma de radiación en el infrarrojo.
  • Las reacciones química: de combustión desprenden calor (exotérmicas), otras lo absorben (endotérmicas).
  • La electricidad: circulando por una resistencia la calienta.
  • Un balón: al chocar contra el suelo transforma su energía mecánica en calor al deformarse.
  • En el cuerpos humano y el de los animales de sangre caliente, transforman la energía química de los alimentos en calor: para vivir necesitamos unas 2.100.000 calorías al día.
  • Las reacciones nucleares: generan calor al desaparecer la masa.
  • Al producir un sonido: hacemos vibrar las partículas de aire y esta energía se transmite en el aire: las ondas transportan energía.

Medición

  • Medición. La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia. Se mide con un termómetro. Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala Kelvin. 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala Kelvin está a - 273 ºC.

En la escala Celsius se asigna el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC) a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre estas dos temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde a 1 grado. En la escala Kelvin se asignó el 0 a aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja posible). Esta temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius. Para convertir ambas temperaturas, tenemos que tener en cuenta que: T (K) = t(ºC) + 273

  • Uso del termómetro y el calorímetro. Se debe comenzar a medir desde una escala menor a la temperatura ambiente, y establecer una o más mediciones para obtener datos correctos, en los humanos se mide la temperatura producto de la fiebre o resfriados lo cual da la sensación de desprendimiento de calor.

Usos del calor para la vida

Los seres vivos trasforman los alimentos en energía y a su ves, ésta energía es fuente de calor que calienta su sangre, Las plantas reciben la luz del sol que permiten se produzca el proceso llamado fotosíntesis (Energía es Vida), si no existieran fuentes de calor no se podría vivir, es decir moriríamos por congelamiento aunque existen especies del reino animal que sobreviven bajo congelamiento. Con los avances tecnológicos, el afán de lucro, la apita de algunos países y ciertos procesos naturales se observa un sensible calentamiento del globo terrestre es decir indicadores de calor por encima de lo tolerable, en unas regiones más que otra provocando cambios perceptibles en el clima.

Causas y efectos

El calor se genera a causa del choque de los átomos d o moléculas lo cual libera cierta energía la cual se puede medir. El calor se mide en unidades de energía. Por tanto, en el Sistema Internacional su unidad es el julio (J). Sin embargo, la unidad tradicional para medir el calor es la caloría (cal). La equivalencia es: 1 cal = 4,184 J ó 1 J = 0,24 cal. Al evaluar el calor de esta forma se demuestra su capacidad de realizar un trabajo. El punto negativo del calor es su efecto al sobre pasar los valores limites para el desarrollo de la vida en el planeta, en ausencia de calor es difícil sobre vivir y en exceso se generan alteraciones climática cataclismicas. Ejemplo de eso es efecto invernadero al alterarse las capas protectoras que forman parte de la atmósfera terrestre.

Estudios

Los estudios sobre energía y calor más avanzados se fundamentan en la Física Nuclear, mecánica cuántica, Química Inorgánica y la Bioquímica y otras áreas del saber, destacándose los estudios de Newton, Joul Lemz. Benjamín Thomson - Conde Rumford, J.P. Joule, Albert Einstein y otros.

Fuentes

Enlaces externos

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