Calor, Propagación y Termometría: Fundamentos Físicos

Calor y su Propagación

El **calor** es una forma de **energía**. A nivel microscópico, esta energía consiste en la agitación de las moléculas de un sistema material. Es decir, cuando un cuerpo adquiere energía en forma de calor, sus moléculas aumentan, en promedio, su energía cinética.

Propagación del Calor

Existen tres mecanismos principales de propagación del calor:

• Conducción: Es un mecanismo propio de los sistemas sólidos. Cuando se calienta una varilla metálica tomándola por un extremo y dándole calor por el otro, al cabo de un tiempo se percibe un aumento de temperatura que evidencia que el calor se ha conducido a lo largo del cuerpo.
• Convección: Es un mecanismo propio de los sistemas fluidos (líquidos y gaseosos). Al calentar un fluido, las porciones que primero se calientan se dilatan, con ello, al aumentar el volumen, disminuye la densidad y tienden a ascender sobre las porciones circundantes del fluido, que están más frías y, por lo tanto, son más densas.
• Radiación: Todos los sistemas materiales emiten radiaciones electromagnéticas como consecuencia de su temperatura y en función de esta. La radiación puede propagarse en el vacío a una velocidad única. Al encontrarse una onda electromagnética con un sistema material, es absorbida por este. El calor del sol llega a la Tierra a través de 150.000.000 km de vacío.

Ley de Stefan-Boltzmann

"La potencia emitida por una determinada superficie de un cuerpo negro es directamente proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del mismo."

(P): Potencia emitida

Termometría

Un **termómetro** es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.

Puntos Fijos de Temperatura

• Punto Fijo Inferior: Corresponde a la temperatura del punto triple del agua, esto es, la temperatura a la que coexisten el agua líquida y sólida en equilibrio a la presión de una atmósfera.
• Punto Fijo Superior: Corresponde a la temperatura de ebullición del agua en equilibrio con su vapor a la presión de una atmósfera.

Dilatación de Sólidos

La **dilatación** consiste en un aumento de volumen del cuerpo. Este aumento de volumen es directamente proporcional al volumen inicial del cuerpo, a la variación de la temperatura y a una propiedad intensiva del material que constituye el cuerpo, llamado **coeficiente de dilatación**.