La propagación del calor

1. La propagación del calor ¿Cómo se propaga el calor? ¿Qué ocurre con los átomos cuando un cuerpo cede o absorbe calor? FUENTE DEL AUTOR

2. ¿Qué es el calor? Es la energía que pasa de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura. Por ejemplo, en la imagen que se muestra, haycalor viajando del cuerpo A al B. 20 °C 40 °C Calor A B FUENTE DEL AUTOR

3. ¿Qué es el calor? En el dibujo que se muestra aquí, no haycalor viajando del cuerpo A al B, pues ambos cuerpos están a la misma temperatura. 20 °C 20 °C A B FUENTE DEL AUTOR

4. ¿Qué es el calor? En este caso, hay calor del fuego de la cocina a la tetera y al agua que ésta contiene. FUENTE DEL AUTOR

5. ¿Qué es el calor? Esta estufa entrega calor a los objetos que le rodean: el aire, suelo, muebles y a mí. FUENTE DEL AUTOR

6. ¿Cómo llega el calor a la Tierra? El Sol entrega calor a la Tierra y a todo lo que está en ella: las rocas, el aire, el agua de los océanos y hielos, a las plantas y animales. ¿Sabías que no es nada bueno exponerse al sol durante mucho tiempo cuando la radiación ultravioleta (UV) está con índices altos? FUENTE DEL AUTOR

7. ¿De qué formas se propaga el calor? • De tres maneras: • por conducción • por convección • por radiación. • Muchas veces ocurren juntas. • Pero: • la conducción ocurre principalmente en los sólidos. • la convecciónse produce en líquidos y gases. • la radiaciónse produce por el movimiento de ondas electromagnéticas en el vacío o por un medio. Empecemos por estudiar la propagación por conducción. ¿Cómo la podríamos estudiar experimentalmente? FUENTE DEL AUTOR

8. Supongamos que queremos saber qué tan buen conductor del calor es el cobre Con una vela encendida, coloca en un alambre de cobre, gotitas cada 2 centímetros y fija en ellas un clip para papeles (fíjate en la animación). Después invierte el alambre y calienta uno de sus extremos. FUENTE DEL AUTOR

9. Supongamos que queremos saber cuan buen conductor del calor es el cobre El calor se propaga en este sentido: Después de un tiempo los clips empezarán a caer. ¿En qué orden caerán? ¿Por qué caen y en ese orden? Ten cuidado para no quemarte. El calor aquí se propaga por conducción. FUENTE DEL AUTOR

10. ¿Cómo ver la propagación del calor por convección? Papelitos picados Coloca agua en un vaso precipitado, vierte en él unos cuantos papelitos pequeños y observa lo que ocurre mientras calientas el agua. Ten cuidado para no quemarte. FUENTE DEL AUTOR

11. ¿Cómo ver la propagación del calor por convección? Los papelitos muestran que el agua se mueve. El agua más caliente sube y la más fría baja, distribuyendo así el calor a todo el líquido. Esto es lo que conocemos como convección. Esta es una de las principales razones que explican las corrientes marinas y los vientos. Recuerda que el planeta es frío en los polos y cálido en el ecuador. FUENTE DEL AUTOR

12. Aquí hay calor, pues los dos objetos están en contacto. 20 °C 40 °C Calor A B 20 °C 40 °C Calor A B Similar es la radiación. Es la manera en que nos llega calor desde el Sol. ¿Pero qué pasa si los dos cuerpos están separados y entre ellos no hay nada, solo vacío? FUENTE DEL AUTOR

13. ¿Cómo saber que material es mejor conductor del calor? El calor se propaga en este sentido: Cobre 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s En este experimento estamos usando cobre. Los resultados del tiempo entre la caída de un clip y otro es de 2,5 segundos y…. FUENTE DEL AUTOR

14. ¿Cómo saber que material es mejor conductor del calor que otro? El calor se propaga en este sentido: Hierro 3 s 3 s 3 s 3 s 3 s 3 s …que conducen muy mal el calor. Estos materiales se denominan aislantes térmicos. Muchos de estos aislante térmicos (madera, teflón, etc.) se utilizan en las azas de las ollas y otros utencilios de la cocina. …al repetirlo con hierro en vez de cobre. Los resultados del tiempo de caída de los clips es de 3 segundos. Entonces, ¿quién conduce mejor el calor? Hay materiales, como el vidrio, plumavit, plástico y otros… FUENTE DEL AUTOR

15. ¿En qué casos sirven los aislantes del calor? Aquí hay aislantes térmicos Claro, los termos para mantener la temperatura de los alimentos tienen en su interior un material aislante (conduce mal el calor). También se ocupan aislantes térmicos en los techos y muros de las casas para mantener la temperatura de la casa, útil tanto en verano como en invierno. FUENTE DEL AUTOR

16. ¿Cómo se explica la propagación del calor? Representación simplificada de un átomo vibrando por agitación térmica La explicación está en la estructura de la materia: los átomos. FUENTE DEL AUTOR

17. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? Átomos 20ºC Aquí se ilustra un material sólido y sus átomos vibrando, cuando su temperatura es 20 ° C. ¿Qué ocurrirá si se aumenta la temperatura del material? FUENTE DEL AUTOR

18. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? 200ºC Si aumentamos la temperatura del material, los átomos vibran más rápido y se mueven más. FUENTE DEL AUTOR

19. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? ¿Qué pasará en el material si uno de sus lados está a mayor temperatura que el otro? Los átomos que vibran más rápido transfieren energía a los más lentos. En el sentido que se indica es cómo se propaga el calor. FUENTE DEL AUTOR

20. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? Después de cierto tiempo, el material alcanzará la temperatura de equilibrio y ya no habrá calor, todas las partículas tendrán la misma energía térmica. La propagación del calor por conducciónes consecuencia de la interacción directa entre los átomos. FUENTE DEL AUTOR

21. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por convección? Los átomos (o moléculas) en líquidos y gases pueden moverse con mayor libertad. Su movimiento es en corrientes desde las zonas más calientes a las más frías. Esas corrientes reparten el calor por convección en líquidos y gases. FUENTE DEL AUTOR

22. ¿Cómo se explica la propagación del calor por radiación? La radiación infrarroja que llega del Sol calienta el suelo y las aguas superficiales de la Tierra. Por conducción el suelo y las aguas calientan el aire y ahí el calor se propaga por convección, produciendo vientos. Cuando te expones al Sol y sientes su calor, no es por la luz visible. El calor del sol es por radiación infrarroja. La radiación térmica también la puedes ver en algunos tipos de estufas y calentadores. Los átomos no solo absorben o emiten luz. También lo hacen con otros tipos de radiación: el ultravioleta, el infrarrojo, los rayos X, etc., invisibles, pero reales. El infrarrojo es el responsable del calor. FUENTE DEL AUTOR

23. ¿Explicará el modelo atómico la emisión y la absorción de calor por parte de la materia? Cuando llega radiación infrarroja a un átomo con energía adecuada, uno o más electrones saltan a un orbital más externo. Cuando esto sucede, el átomo absorbela energía radiante. Observa la animación cuidadosamente. FUENTE DEL AUTOR

24. ¿Explicará el modelo atómico la emisión y la absorción de calor por parte de la materia? Cuando en un átomo uno o más electrones tienen cabida en un orbital inferior, bajan a él y el átomo emiteenergía. Ella puede ser radiación infrarroja. Observa la animación cuidadosamente. Como puedes ver, la emisióny la absorción de la radiación infrarroja la misma que con la luz visible. Hay muchos tipos de radiación y con todas ocurre lo mismo, pues en esencia son lo mismo FUENTE DEL AUTOR

25. Referencias Web • https://www.youtube.com/watch?v=28pbgrHc9kk • https://www.youtube.com/watch?v=5pGcGeHKkWc • https://www.youtube.com/watch?v=OHLMqf5laFA • https://www.youtube.com/watch?v=qoir7cXBAY4 • https://www.youtube.com/watch?v=NRJX36W0yRU • https://www.youtube.com/watch?v=-IYqFZk2Jac • http://enciclopedia.us.es/index.php/Propagaci%C3%B3n_del_calor • http://www.experimentosnuevos.com/2011/07/propagacion-del-calor-por-conduccion/

26. Todas las imágenes bajo licencia common creatives