Calor

Llamamos calor a la energía que pasa de un cuerpo a otro en virtud únicamente de una diferencia de calor entre ellos.

Equilibrio térmico

Es el estado en el que se igualan las temperaturas de dos cuerpos en cuyas condiciones iníciales, tenían diferentes temperaturas. Al igualarse las temperaturas se suspende el flujo de calor, el sistema formados por esos cuerpos llega a su equilibrio térmico.

Ley Cero de la termodinámica

El concepto de equilibrio térmico es la base de la llamada ley cero. Esta ley de proposición fue enunciada por R. H. Fowler en 1931. La ley cero de la termodinámica se enuncia:

“La experiencia indica que si dos sistemas A y B se encuentran, cada uno por separado, en equilibrio térmico con un tercer sistema, que llamaremos C, entonces A y B se encuentran en equilibrio térmico entre sí.”

Dilatación de los cuerpos

Todos los cuerpos, sean sólidos, líquidos o gases, al recibir o ceder calor sufren modificaciones a nivel molecular. Existen tres tipos de dilatación de acuerdo con la forma y naturaleza de la sustancia: lineal, superficial y volumétrica.

Dilatación lineal

Si el cuerpo es sólido y de forma alargada y delgada, sufre cambios en todo el cuerpo pero lo más notorio es la longitud, por eso se dice que tiene dilatación lineal.

Por ejemplo supongamos que una barra de aluminio de cierta longitud inicial (L₀) se encuentra a la temperatura ambiental (T₀). Si aumentamos la temperatura de la barra con la flama de un mechero hasta una temperatura más alta que la ambiental (T), y si este momento se mide la longitud de la barra, se podrá observar que la longitud se incrementó en una cierta cantidad. Con esto, podemos realizar la siguiente fórmula:

 

Donde:

Coeficientes de dilatación lineal

·        Actividad: Realiza los siguientes ejemplos de dilatación superficial.

Dilatación superficial

Aumento o disminución del área de un objeto provocado por el cambio de temperatura. Si la temperatura aumenta el objeto sufre una dilatación y si la temperatura baja, sufre una contracción.

 

Si la temperatura se eleva (T), los lados del objeto sufren un incremento tanto a lo largo como a lo ancho, ocasionando con esto un incremento en el área original.

La fórmula es:

·        Actividad: Realiza el siguiente ejemplo de dilatación superficial.

Si tenemos un volumen inicial (V₀) a una temperatura inicial (T₀) ay al cuerpo se le aumenta la temperatura (T), ocasionando un cambio en su volumen (V). El aumento de dicho volumen por un cambio en la temperatura nos da por resultado la siguiente ecuación:

·        Actividad:  Realiza el siguiente problema de dilatación volumétrica