Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

Grado 10 → Física térmica ↓


calor y temperatura


En el mundo que nos rodea, a menudo escuchas los términos "calor" y "temperatura" usados indistintamente. Sin embargo, en el campo de la física, estos términos tienen significados muy diferentes. En esta explicación, profundizaremos en los conceptos de calor y temperatura, explorando cómo se miden, sus diferencias y sus roles en la física térmica. Comencemos con una simple definición de cada término.

Resistiendo la temperatura

La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia. La energía cinética se refiere a la energía que un objeto tiene debido a su movimiento. Cuanto mayor sea la velocidad de las partículas, mayor será la temperatura. Entonces, cuando mides la temperatura de un objeto, en esencia estás midiendo qué tan rápido se están moviendo las partículas (como átomos y moléculas).

Medición de la temperatura

La temperatura se puede medir utilizando una variedad de escalas. Las escalas más comunes son Celsius, Fahrenheit y Kelvin.

  • Celsius (°C): En esta escala, el agua se congela a 0°C y hierve a 100°C bajo condiciones atmosféricas estándar.
  • Fahrenheit (°F): En esta escala, el agua se congela a 32°F y hierve a 212°F.
  • Kelvin (K): Esta es la escala científica utilizada principalmente en física. Cero Kelvin (0 K) se conoce como el cero absoluto, el punto en el que las partículas teóricamente dejan de moverse. El agua se congela a 273.15 K y hierve a 373.15 K.
calientecalorfrío0 °C100 grados Celsius

La imagen anterior muestra diferentes objetos con diferentes longitudes. Cada longitud representa una escala de temperatura diferente en un termómetro que indica objetos calientes, tibios y fríos.

Ejemplos de temperatura

Considera una taza de café caliente y un vaso de agua fría. Cuando tocas la taza de café, se siente caliente porque las partículas en el café se están moviendo muy rápido, indicando una temperatura más alta. En contraste, cuando tocas el vaso con agua fría, se siente frío porque las partículas se están moviendo más lento, indicando una temperatura más baja.

Entendiendo el calor

El calor, por otro lado, es energía que se transfiere de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura. Es el proceso por el cual la energía se mueve debido a una diferencia de temperatura. El calor siempre fluye de una región de mayor temperatura a una región de menor temperatura hasta que se alcanza el equilibrio térmico.

Medición del calor

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el calor se mide en julios (J). Sin embargo, en la vida cotidiana, puede que estés familiarizado con las calorías, que es otra unidad utilizada para medir el calor.

  • Julio (J): La medida estándar de la energía. 1 julio es la energía transferida cuando se aplica 1 vatio de potencia durante 1 segundo.
  • Caloría (cal): A menudo utilizada en referencia a los alimentos, 1 caloría es la energía necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1°C.

Ejemplos de transferencia de calor

Considera el siguiente escenario:

  • Conducción: Cuando sostienes una cuchara de metal en una olla de agua caliente, el calor del agua se transfiere a la cuchara, eventualmente calentando la parte que estás sosteniendo.
  • Convección: Cuando se calienta agua en un recipiente, la capa inferior se calienta primero. El agua caliente sube y el agua más fría se mueve hacia abajo para ocupar su lugar, creando un movimiento de circulación.
  • Radiación: El calor que sientes del Sol, aunque esté a millones de kilómetros de distancia, se debe al calor transferido a través de radiación.
SolRadiador

La figura muestra diferentes fuentes de calor (sol y radiador) transfiriendo energía. Las flechas indican la dirección de la transferencia de calor.

Diferencia entre calor y temperatura

Es importante distinguir entre calor y temperatura porque no son lo mismo. A continuación, se enumeran algunas diferencias clave:

  • Naturaleza: La temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas, mientras que el calor se refiere a la energía transferida debido a diferencias de temperatura.
  • Unidades de medida: La temperatura se mide en Celsius, Fahrenheit o Kelvin, mientras que el calor se mide en julios o calorías.
  • Comprensión conceptual: La temperatura es una cantidad escalar que indica el grado de calor o frío de un objeto. El calor es una forma de energía que puede transferirse y se considera una forma transitoria, lo que significa que no se almacena en un objeto.

Relaciones matemáticas

El calor transferido hacia o desde un objeto puede calcularse utilizando la siguiente ecuación:

Q = mcΔT

Dónde:

  • Q = energía de calor absorbida o liberada (julios)
  • m = masa del objeto (en kilogramos)
  • c = capacidad calorífica específica (julios por kilogramo por grado Celsius)
  • ΔT = Cambio de temperatura (°C)

Problema de ejemplo

Consideremos un ejemplo práctico para solidificar nuestra comprensión:

¿Cuánto calor se requiere para elevar la temperatura de 2 kg de agua de 20°C a 100°C, dada la capacidad calorífica específica del agua es de 4.18 J/g°C?

Resolver usando la fórmula:

Q = mcΔT

Convierte la capacidad calorífica específica a J/kg°C multiplicándola por 1000:

  • Capacidad calorífica específica (c): 4.18 J/g°C x 1000 = 4180 J/kg°C

Sustituir en la fórmula:

Q = (2 kg) x (4180 J/kg°C) x (100°C - 20°C)
Q = 2 x 4180 x 80
Q = 668800 julios

Por lo tanto, se requieren 668,800 julios de calor para elevar la temperatura del agua.

Conclusión

Entender la diferencia entre calor y temperatura es importante en el estudio de la física térmica. La temperatura nos da información sobre el nivel de energía cinética de las partículas dentro de un objeto, mientras que el calor representa la transferencia de energía de una entidad a otra. Al comprender estos conceptos, mejoramos nuestra comprensión de cómo se mueve la energía y cómo se utiliza en varios campos, desde el hervido del agua hasta el funcionamiento de los motores y más allá.


Grado 10 → 3.1


U
username
0%
completado en Grado 10

← Anterior (3)
Física térmica
Siguiente (3.1.1) →
Diferencia entre calor y temperatura

Comentarios 



calor y temperatura

https://www.physicsflow.com/g10/3.1?pfal=es