Calor y Temperatura

1. Calor y Temperatura Actividades nº 1

2. 1. ¿Qué diferencia hay entre calor y temperatura? Calor es una transferencia de energía interna desde los cuerpos calientes a los cuerpos fríos. Por otra parte, la temperatura es una medida de la energía interna de los cuerpos. Los cuerpos calientes tienen mayor energía interna y mayor temperatura que los cuerpos fríos.

3. 2. Define equilibrio térmico. El equilibrio térmico se alcanza cuando los cuerpos tienen la misma temperatura. El calor se transmite desde los cuerpos calientes a los cuerpos fríos. Los cuerpos calientes transfieren energía interna, disminuyendo su temperatura. Los cuerpos fríos ganan energía interna, aumentando su temperatura. Cuando se igualan las temperaturas, ambos cuerpos están en equilibrio térmico. Ya no hay cuerpo caliente ni cuerpo frío, sino dos cuerpos a la misma temperatura.

4. 3. En un vaso hay agua con hielo. ¿Están el agua y el hielo en equilibrio térmico? ¿Por qué? El equilibrio térmico se alcanza cuando los cuerpos tienen la misma temperatura. Si el agua y el hielo están a la misma temperatura, estarán en equilibrio térmico. Si teníamos agua a temperatura ambiente y le echamos hielo: El agua está más caliente y cede energía interna al hielo, disminuyendo su temperatura (se enfría). El hielo está más frío y gana la energía interna que pierde el agua. Al principio no están en equilibrio térmico pues están a distinta temperatura. Con el tiempo sus temperaturas se igualan y alcanzan el equilibrio térmico entre ellos. Después de más tiempo, el ambiente les cede energía interna y alcanzan un nuevo equilibrio térmico con el ambiente.

5. 4. Lee el texto y contesta las preguntas. La temperatura corporal cae normalmente unos 0,83ºC por hora a no ser que haya factores medioambientales que lo impidan. El hígado es el órgano que se mantiene caliente durante más tiempo, por lo que se suele medir su temperatura para establecer el momento de la muerte. a) ¿Qué temperatura tendrá una persona que lleve muerta 6 horas? Una persona en situación normal tiene una temperatura de 36,5 ºC. Cuando pasa una hora esta temperatura disminuye 0,83ºC: Después de una hora la temperatura será de 36,5 – 0,83 = 35,67 ºC. Cuando pasan dos horas la temperatura disminuye 2·0,83 = 1,66 ºC: Después de dos horas la temperatura será de 36,5 – 1,66 = 34,84 ºC. Razonando de la misma manera hasta las seis horas… Cuando pasan seis horas la temperatura disminuye 6·0,83 = 4,98 ºC: Después de seis horas la temperatura será de 36,5 – 4,98 = 31,52 ºC. Solución: La persona tendrá una temperatura de 34,84 ºC.

6. 4. Lee el texto y contesta las preguntas. La temperatura corporal cae normalmente unos 0,83ºC por hora a no ser que haya factores medioambientales que lo impidan. El hígado es el órgano que se mantiene caliente durante más tiempo, por lo que se suele medir su temperatura para establecer el momento de la muerte. b) ¿Por qué las personas muertas se enfrían? El ser humano mantiene constante su temperatura a unos 36,5 ºC, gracias a su metabolismo. El metabolismo es el conjunto de las reacciones químicas que se producen en el organismo de un ser vivo como el ser humano. Al morirse una persona, deja de llevar a cabo esas reacciones químicas, acabándose su metabolismo. El cuerpo caliente va transfiriendo energía interna al ambiente que está más frío, disminuyendo su temperatura.

7. 5. Explica en qué fenómeno se basan los termómetros de mercurio y los termómetros de alcohol. Los termómetros de mercurio y de alcohol se basan en la dilatación. La dilatación del mercurio o del alcohol se produce porque se ponen en contacto con cuerpos más calientes que les transfieren energía interna. Esta energía interna ganada hace que sus partículas se muevan más deprisa y el alcohol o el mercurio aumenten de tamaño. Cuando el alcohol o el mercurio alcanzan la temperatura del objeto a medir (equilibrio térmico) ya dejan de ganar energía interna y, por tanto, no aumentan más de tamaño.

8. 6. Contesta las siguientes preguntas: a) ¿A qué temperatura funde el hielo en la escala centígrada de temperaturas? El hielo funde a 0º C en la escala centígrada de temperaturas. b) ¿A qué temperatura funde el hielo en la escala Fahrenheit de temperaturas? El hielo funde a 32º F en la escala Fahrenheit de temperaturas. c) ¿ A qué temperatura hierve el agua en la escala centígrada de temperaturas? El agua hierve a 100º C en la escala centígrada de temperaturas. d) ¿A qué temperatura hierve el agua en la escala Fahrenheit de temperaturas? El agua hierve a 212º F en la escala Fahrenheit de temperaturas. e) ¿Cuál es la temperatura del cuerpo humano en la escala Fahrenheit? El cuerpo humano tiene una temperatura de 36,5 º C. Para pasar de grados centígrados a grados fahrenheit utilizamos la ecuación:

9. 6. Contesta las siguientes preguntas: e) ¿Cuál es la temperatura del cuerpo humano en la escala Fahrenheit? El cuerpo humano tiene una temperatura de 36,5 º C. Para pasar de grados centígrados a grados fahrenheit utilizamos la ecuación: T(ºC) = 36,5 º C. T(ºF) = x Solución: El cuerpo humano tiene una temperatura de 97,7 ºF.

10. 6. Contesta las siguientes preguntas: f) Chateando una amiga londinense nos dice que hace una temperatura de 43 ºF en su ciudad. ¿Es un día frío o cálido en Londres? ¿Por qué? Para saber si es un día cálido o frío debemos pasar la temperatura a la escala centígrada que es la que utilizamos habitualmente. Para pasar de grados centígrados a grados fahrenheit utilizamos la ecuación: T(ºC) = x º C. T(ºF) = 43 ºF La temperatura en Londres es de 6,11 ºC y por tanto sabemos que es un día frío.

11. 7. Paco está haciendo obras de reparación en un edificio antiguo. Ha dejado una botella de agua, unos cuantos clavos de metal y un trozo de madera dentro del maletero de su coche. La temperatura en el interior del coche, tras haber estado tres horas al sol, ronda los 40ºC. ¿Qué le ocurrirá a los objetos que hay dentro del coche? Rodea con un círculo “Sí” o “No” para cada una de las afirmaciones. Los objetos en el interior del coche estaban más fríos que el coche pero han ido ganando energía interna y aumentando su temperatura hasta alcanzar la misma temperatura que el resto del coche (equilibrio térmico). El agua hierve a 100 º C, y el agua de la botella no puede tener una temperatura más alta que el resto del coche (un poco mayor de 40 º C si ha pasado un rato). Si los clavos metálicos se pusieran al rojo estarían a punto de fundirse y los metales tienen temperaturas de fusión muy, muy altas, mucho mayores de 40 º C (por encima de 1000 ºC).

12. 8. Para beber durante el día, Paco tiene una taza con café caliente a una temperatura aproximada de 90 ªC y una taza con agua mineral fría a una temperatura aproximada de 5ºC. El tipo y el tamaño de las dos tazas es idéntico y el volumen de cada una de las bebidas también es el mismo. Pedro deja las tazas en una habitación donde la temperatura es de unos 20ºC. ¿Cuáles serán probablemente las temperaturas del café y del agua mineral al cabo de 10 minutos? • a) 70 ºC y 10 ºC. • b) 90 ºC y 5 ºC. • c) 70 ºC y 25 ºC. • d) 20 ºC y 20 ºC. Como los cuerpos calientes transfieren energía interna a los cuerpos fríos, la taza de café caliente irá perdiendo energía interna (disminuyendo su temperatura) respecto al ambiente y la taza con agua fría irá ganando energía interna (aumentando su temperatura) respecto al ambiente. En 10 minutos no se puede alcanzar el equilibrio térmico, haría falta más tiempo. La taza de agua fría no puede aumentar su temperatura por encima de la temperatura ambiental. La opción correcta es la “a”. La taza de café ha bajado su temperatura y el agua fría la ha aumentado.

13. 9. ¿Qué has aprendido hoy en clase? La temperatura. Los cambios de temperatura. Los tipos de termómetro El equilibrio térmico. Que la temperatura se mide con termómetros. Que los termómetros de mercurio van a dejar de existir. Como un objeto caliente y uno frío se pueden quedar a la misma temperatura. Que mezclando un cuerpo caliente y otro frío, los dos al final acaban a la misma temperatura Esto se llama equilibrio térmico. La temperatura Fahrenheit y a calcular en º C. La diferencia entre calor y temperatura.