Calor - ciencia y tecnologia.

« puede corresponder a movimientos rotacionales, vibracionales y traslacionales de las partículas de una sustancia.

La temperatura, sin embargo, sólo depende delmovimiento de traslación de las moléculas.

En teoría, las moléculas de una sustancia no presentarían actividad traslacional alguna a la temperatura denominada ceroabsoluto.

Véase Molécula. 3 ESCALAS DE TEMPERATURA Escalas de temperaturaComparación de las escalas de temperatura Kelvin, Celsius y Fahrenheit.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas están la escala Celsius —también conocida como escala centígrada—, la escala Fahrenheit, laescala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional ( véase Termómetro).

En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C y su punto de ebullición a 100 °C.

Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico.

La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones paramedidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F.

En la escala Kelvin, la escala termodinámicade temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °C.

La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada porK, se define como igual a un grado Celsius.

Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperaturaequivale a un grado en la escala Fahrenheit.

En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R y su punto de ebullición a 672 °R. En 1933, científicos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escalaKelvin y en principios termodinámicos.

La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C.

Desde los 660 °C hasta el punto de fusión del oro (1.064 °C) se emplea un termopar patrón: los termopares son dispositivos que miden la temperatura apartir de la tensión producida entre dos alambres de metales diferentes ( véase Termoelectricidad).

Más allá del punto de fusión del oro las temperaturas se miden mediante el llamado pirómetro óptico, que se basa en la intensidad de la luz de una frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente. En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua —es decir, el punto en que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio— comoreferencia para la temperatura de 273,16 K.

El punto triple se puede determinar con mayor precisión que el punto de congelación, por lo que supone un punto fijo mássatisfactorio para la escala termodinámica.

En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan sólo 0,00001 K mediante ladesmagnetización de sustancias paramagnéticas.

En las explosiones nucleares ( véase Armas nucleares) se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas en más de 100 millones de kelvins. 4 UNIDADES DE CALOR En las ciencias físicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energía y el trabajo, es decir, en julios.

Otra unidad es la caloría, definida como lacantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 atmósfera de presión desde 15 hasta 16 °C.

Esta unidad se denomina a veces caloríapequeña o caloría gramo para distinguirla de la caloría grande, o kilocaloría, que equivale a 1.000 calorías y se emplea en nutrición.

La energía mecánica se puede convertiren calor a través del rozamiento, y el trabajo mecánico necesario para producir 1 caloría se conoce como equivalente mecánico del calor.

A una caloría le corresponden4,1855 julios.

Según la ley de conservación de la energía, todo el trabajo mecánico realizado para producir calor por rozamiento aparece en forma de energía en los objetossobre los que se realiza el trabajo.

Joule fue el primero en demostrarlo de forma fehaciente en un experimento clásico: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girarunas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas. Cuando el calor se convierte en energía mecánica, como en un motor de combustión interna, la ley de conservación de la energía también es válida.

Sin embargo, siemprese pierde o disipa energía en forma de calor porque ningún motor tiene una eficiencia perfecta.

Véase Caballo de vapor. 5 CALOR LATENTE El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos.

Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse.

Elcomportamiento del agua entre 0 y 4 °C constituye una importante excepción a esta regla ( véase Hielo).

Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso.

Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas ( véase Regla de las fases).

El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización.

Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante.

Lacantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización ( véase Destilación; Evaporación).

Si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 100 °C por mucho calor que sesuministre.

El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacenacomo energía en el vapor.

Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse ( véase Condensación).

Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo.

El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas laspartículas de hielo, y se almacena como energía en el agua.

Para fundir 1 kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1 kg de agua en vapor a 100 °C, hacenfalta 129.000 julios. 6 CALOR ESPECÍFICO. »