Termología

Definición entre calor y temperatura

El calor es, una magnitud cuantitativa, mientras que la temperatura es una magnitud de intensidad.

Debido a que a mayor o menor cantidad de calor almacenada por un cuerpo depende, primero, de su masa, ya que cuantas más partículas haya en movimiento, mayor será la energía de todas ellas; y siendo, de la mayor o menor rapidez con que las partículas se muevan, ya que, por ejemplo, una partícula que vibre con una determinada frecuencia y amplitud tendrá menos energía que otra análoga que lo haga con más frecuencia y mas amplitud.

La temperatura es una magnitud que determina el sentido en que tienen lugar los intercambios caloríficos entre los cuerpos; así cuando dos cuerpos se ponen en contacto, la energía calorífica no pasa del que posee más calor al que posee menos, si no que tenga más temperatura al que tenga menos.

Transformaciones en los cuerpos debidas al calor

Al calentar un cuerpo, éste experimenta transformaciones como físicas (dilataciones, cambios de estado) o químicas (combustiones, oxidaciones).

Se dice que cuando se suministra calor a un cuerpo y este experimenta cierto aumento en su volumen este se dilata.

Dilatación de sólidos

Al calentar un cuerpo sólido se dilata según sus tres dimensiones (dilatación lineal, superficial y cúbica), aunque se estudian por separado, según sea la magnitud predominante en cada caso.

La dilatación es lineal cuando la magnitud modificada es predominantemente una longitud. Se calcula por:

Donde:

= longitud primitiva en metros a °C;

= longitud después del calentamiento en metros a °C;

k = coeficiente de dilatación lineal (se da en tablas);

t= diferencia de temperatura .

El coeficiente de una dilatación lineal de una sustancia es el aumento experimentado por la unidad de longitud al aumentar la temperatura.

A la expresión se llama binomio de dilatación.

La dilatación superficial es cuando se trata de piezas de espesor pequeño y gran superficie. Se calcula por:

Donde:

= superficie inicial en a °C;

= Superficie lineal en a °C;

= coeficiente de dilatación superficial; es doble del lineal: = 2 k;

t= diferencia de temperaturas .

Si se consideran tres dimensiones de un cuerpo, se tendrá la dilatación cúbica o de volumen. Se calcula por:

Donde:

= volumen inicial en a °C;

= volumen final en a °C;

= coeficiente de dilatación cúbica; es el triple del lineal: = 3 k.

Dilatación de líquidos

Los líquidos se dilatan mucho más que los sólidos. Su dilatación se entiende siempre que es cúbica, pues los líquidos ocupan determinado volumen. Se calcula por:

Donde

= volumen inicial en a °C;

= volumen final en a °C;

r = coeficiente de dilatación cúbica de los líquidos.

t = diferencia de temperaturas

En la dilatación de los líquidos contenidos en una vasija se deben tener en cuenta las dilataciones siguientes:

Dilatación aparente observada (Da): Es el resultado de dilatarse simultáneamente el líquido y la vasija.
Dilatación real (Dr): Es la dilatación aparente apreciada, más la de la vasija (Dv), que llena el líquido.

Así se indica que: “el aumento de volumen que experimenta un líquido, o dilatación real, es igual al aumento de volumen apreciado, o dilatación aparente, mas que la dilatación de la vasija”.

De igual forma, el coeficiente de dilatación real de los líquidos ( r ) será la suma del coeficiente de dilatación aparente ( a ) más el coeficiente de dilatación de la vasija ( v ) (generalmente de vidrio)