El calor y la temperatura

1. UNIDAD 03 El calor y la temperatura 1. La energía térmica y la temperatura 2. El calor 3. Calor y trabajo 4. La percepción del calor.La piel 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

2. EL CALOR Y LA TEMPERATURA • La energía térmica y la temperatura La energía térmica es la energía cinética media de las partículas que forman la materia. La temperatura (T) es la magnitud que mide la energía térmica. El termómetro es el instrumento utilizado para medir la temperatura. La unidad de medida es el grado. Escalas de temperatura Escala Celsius. La forma de expresar grados Celsius es ºC. Asigna 0 ºC a la temperatura de fusión del agua y 100 ºC a la de ebullición. Escala Kelvin o absoluta. La forma de expresar Grados es el Kelvin. Esta escala asigna la tempe- ratura 273 K a la de fusión del agua y 373 K a la de su ebullición. La equivalencia entre ambas escalas es: K = 273 + ºC 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

3. EL CALOR Y LA TEMPERATURA 2. El calor El calor es la energía que fluye de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan. Se representa con la letra Q. El calor es una forma de energía, por tanto su unidad en el sistema internacional es el julio (J). Otra unidad utilizada es la caloría (cal), que se puede observar en las etiquetas de los alimentos, e informan de la cantidad de energía que contienen. El equilibrio térmico tiene lugar cuando se ponen en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, de tal manera que el que se encuentra a mayor temperatura cede calor al que se encuentra a menor temperatura, que capta ese calor, de modo que el calor cedido y el captado son iguales. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

4. EL CALOR Y LA TEMPERATURA Calor y temperatura Calor y temperatura son conceptos que están relacionados, pero son distintos, ya que para que exista calor tiene que haber dos cuerpos a distintas temperaturas. • Los cuerpos no contienen calor, tienen energía térmica. Si absorben calor, lo que ocurre en primer lugar es que aumentan su temperatura; es decir, • la energía cinética media o energía térmica. • El calor depende de la variación de temperatura. Así, un kilogramo de • agua a 40 ºC tiene más capacidad de ceder calor que la misma cantidad • a 20 ºC. • El calor también depende de la masa. De esta manera, 2 kg de agua a • 80 ºC tienen más capacidad de ceder calor que 1 kg de agua a la • misma temperatura. • El calor provoca cambios de temperatura, que son distintos dependiendo • del material. • A pesar de que en el lenguaje común se utiliza, científicamente el frío • no existe, es una sensación. Se habla de frío cuando «hay ausencia de calor». 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

5. EL CALOR Y LA TEMPERATURA Efectos del calor El calor produce: • Variaciones de temperatura. Cuando el calor fluye hacia un cuerpo, el primer efecto es que su temperatura aumenta y este aumento, depende del tipo de material y de la masa del cuerpo. • Cambios de estado. El calor produce cambios en el estado de las sustancias. • Dilatación. Es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo cuando absorbe calor. Por el contrario, si el cuerpo pierde calor, su volumen disminuye o se contrae. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

6. EL CALOR Y LA TEMPERATURA Calor y trabajo El calor y el trabajo son dos formas de transmitir energía de unos cuerpos a otros. Hay numerosos casos en los que se puede observar una transformación de trabajo en calor. También se produce el proceso contrario; es decir, la transformación del calor en trabajo, y las máquinas que lo realizan se denominan máquinas térmicas. El primer científico que midió la equivalencia entre calor y trabajo fue Joule. Se denomina equivalente mecánico del calor a la relación entre el calor y el trabajo. La relación es: 4,18 J = 1 cal; 1 J = 0,24 cal Máquina de Joule. Las pesas al caer transforman la energía potencial gravitatoria en cinética, que mueve las paletas, las paletas mueven el agua y como consecuencia se eleva la temperatura de esta. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

7. EL CALOR Y LA TEMPERATURA 3. La propagación del calor El calor se puede propagar por: Conducción. Es el modo en el que el calor se propaga en los sólidos. Convección. Es el modo en que el calor se propaga en los fluidos. Radiación. Es el modo por el que se propaga el calor en el vacío, es decir donde no existe materia. Por ejemplo, en el espacio no hay materia, esto es, hay vacío. La energía del Sol llega hasta nuestro planeta por radiación. Propagación del calor por convección. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

8. EL CALOR Y LA TEMPERATURA Conductores y aislantes Los materiales según se comportan frente al calor se clasifican en: Conductores. Son aquellos materiales que conducen bien el calor. Los mejores ejemplos de sólidos conductores son los metales. Las partículas que forman los conductores son capaces de transmitir el movimiento. Aislantes. Se denominan así aquellos materiales que son malos conductores del calor. Los gases son malos conductores del calor porque las moléculas que los forman se encuentran tan separadas que no pueden transmitir el movimiento. Entre los sólidos, es un ejemplo muy común de aislante la madera. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

9. EL CALOR Y LA TEMPERATURA 4. La percepción del calor. La piel La piel es un órgano que recubre todo nuestro cuerpo, y está formado por tres capas: epidermis, dermis e hipodermis. Epidermis. Es la capa exterior que se encuentra constituida por varias capas o estratos. El estrato más superficial, el córneo, está formado por restos de células muertas llenas de queratina, que es una sustancia que protege la piel de sustancias nocivas. Estructura de la piel Glándulas sebáceas. Producen una materia grasa o sebo que vierten al exterior. Vasos sanguíneos. Proporcionan nutrientes y calor a la piel. Dermis. Además de fibras que le proporcionan elasticidad a la piel, contiene receptores sensoriales. Folículo piloso. Se encuentra alojada la raíz del pelo. Hipodermis. Es la capa más interna de la piel formada, fundamentalmente, por una capa de grasa. Glándulas sudoríparas. Producen el sudor. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA

10. EL CALOR Y LA TEMPERATURA Funciones de la piel • La piel es el mayor órgano del cuerpo humano. Es la barrera entre el medio externo y el interno y presenta multitud de funciones: • Actúa como barrera protectora contra la acción de agentes físicos, químicos o bacterianos. • Protege y contribuye a mantener íntegras las estructuras del organismo. • Actúa como un sistema de comunicación del organismo con el entorno. • Secreta sustancias gracias a las glándulas sudoríparas y sebáceas. • Ayuda a regular la temperatura corporal en torno a 36,5 ºC. Los vasos sanguíneos y las glándulas sudoríparas intervienen en la regulación de la temperatura a través de una serie de mecanismos. 2º ESO | UNIDAD 03 | CIENCIAS DE LA NATURALEZA