Desde 1821
Sala Blas Cabrera Felipe
IES Canarias Cabrera Pinto
Calor y energía
Todos los cuerpos poseen energía. Ésta recibe el nombre de energía interna. La temperatura indica la mayor o menor energía interna de un cuerpo. Cuando dos cuerpos a diferente temperatura se ponen en contacto pasa energía del más caliente al más frío hasta que ambos alcanzan la misma temperatura.
La temperatura se mide con un termómetro (68, 142, 148).
EL CONCEPTO DE CALOR
Hasta principios del S. XIX la idea predominante entre los cientÃficos era la de considerar el calor como un fluido de propiedades muy especiales que podía impregnar los cuerpos y al que se daba el nombre de calórico o materia calorífica. Junto a la teoría del calórico hubo otra corriente científica, menos influyente que pensaba que el concepto de calor podía explicarse como una vibración de las partículas atómicas de los cuerpos.
Las ideas empiezan a cambiar lentamente cuando, a principios del s. XIX aparecen las experiencias de Rumford y Davy sobre el calor generado por fricción. Pero es en la década de 1840 cuando la teoría del calórico se abandona definitivamente debido de la formulación de la ley de conservación de la energía, que aparece como consecuencia de los trabajos de numerosos cientÃficos entre los que habría que destacar a Mayer y Joule. En la actualidad, el calor se define como la energía que pasa de un sistema caliente a otro frío al ponerlos en contacto.
El calor se transmite mediante tres mecanismos. Conducción: a través de cuerpos conductores (metales). Convección: a través de cuerpos no conductores, pero con movilidad molecular (agua, aire), la parte en contacto con el foco de calor es menos densa, por lo que tiende a subir, originado las llamadas corrientes de convección que transportan calor. Radiación: no necesita materia, puede hacerlo incluso en el vacío (calor del sol), es un tipo de propagación igual que la de la luz.
El calorímetro (87) permite medir la cantidad de calor que se transmite durante una transformación.
EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS
Los cuerpos se dilatan al calentarlos. Con el anillo de 'SGravesende (85) se puede decir que un cuerpo aumenta de tamaño cuando se calienta. El pirómetro (25, 82) mide el aumento de longitud que experimenta una varilla metálica cuando se calienta. Los gases, al ser calentados, sufren una dilatación mucho mayor que los sólidos o los líquidos.
Si se calienta un gas encerrado en un recipiente, se produce un aumento de la presión. La marmita de Papin (88) permite alcanzar presiones elevadas. Cuando la presión es muy alta el gas puede salir a través de una válvula de seguridad. La salida del gas se produce a una gran velocidad o lo que es lo mismo, posee mucha energía.
Otro efecto del calor es producir cambios de estado. Si se calienta suficientemente un líquido como el agua, se puede transformar en gas. Este cambio de estado se llama vaporización y por ello un gas que procede de la vaporización de un líquido se llama vapor.
LA MÁQUINA DE VAPOR (2, 3, 40, 92)
La máquina de vapor aprovecha la energía del vapor generado por el calentamiento de agua en una caldera para realizar un trabajo que puede ser utilizado para diversos fines.
Los primeros modelos de máquinas de vapor fueron construidos por Papin en 1698, por Savery en el mismo año y por Newcomen en 1700, aunque fue James Watt quien la perfeccionaría hacia 1760 y luego construye a escala industrial a partir de 1775. El siglo XIX fue la gran época del vapor pues se empleó para impulsar las máquinas de la industria; para mover los motores de diversos medios de transporte: trenes y barcos; para generar energía eléctrica; etc.
Actividades
- La temperatura se mide con un termómetro. ¿En qué propiedad de los cuerpos se basan los termómetros?
- ¿Cómo se puede graduar un termómetro centígrado? ¿qué relación hay entre la escala centígrada y la escala absoluta o Kelvin?
- En esta exposición se pueden encontrar varios tipos de termómetros que tienen diferentes usos. Citar y describir algunos de ellos.
- Cuando se ponen en contacto dos cuerpos de distinta temperatura, hay una transferencia de energía del más caliente al más frío hasta que ambos tienen la misma temperatura. La energía que se transfiere se llama calor. ¿Con qué aparato se puede medir? ¿Cómo se calcula el calor transferido? ¿Cómo se define el calor específico?
- Si se mezcla 20 l de agua a 20º C con 30 l de agua a 50º C, ¿qué temperatura tiene la mezcla?
- ¿Con qué instrumento se mide la dilatación de los cuerpos? ¿Cómo se define el coeficiende dilatación?
- La varilla del pirómetro, ¿de qué manera conduce el calor?
- Si se calienta un gas dentro de un recipiente cerrado ¿qué ocurre?
- ¿Cómo funciona una máquina de vapor?, ¿qué finalidad tiene?, ¿cual ha sido su importancia histórica?
- ¿Cuál es la contribución de Watt al desarrollo de la máquina de vapor?
- Explicar algunas de las diferencias que existen entre las máquinas de vapor y los motores que se utilizan hoy.
Fecha de creación: 24-junio-2012
Última actualización: 22-marzo-2016
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