La propagación del calor
¿Cómo se propaga el
calor?
¿Qué ocurre con los
átomos cuando un
cuerpo cede o absorbe
calor?
FUENTE DEL AUTOR
¿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,
hay calor viajando del cuerpo A al B.
40 °C 20 °C
Calor
A
B
FUENTE DEL AUTOR
¿Qué es el
calor?
En el dibujo que se muestra aquí, no hay
calor viajando del cuerpo A al B, pues ambos
cuerpos están a la misma temperatura.
20 °C
20 °C
A
B
FUENTE DEL AUTOR
¿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
¿Qué es el
calor?
Esta estufa entrega calor a los objetos que le
rodean: el aire, suelo, muebles y a mí.
FUENTE DEL AUTOR
¿Cómo llega el
calor a la Tierra?
El¿Sabías
Sol entrega
calor
a la Tierra
a todo lo que
que no
es nada
buenoy exponerse
al
en ella:
las rocas,
el aire,
el agua
de los
solestá
durante
mucho
tiempo
cuando
la radiación
océanos
y hielos,
las plantas
y animales.
ultravioleta
(UV)aestá
con índices
altos?
FUENTE DEL AUTOR
¿De qué formas se propaga el calor?
De tres maneras:
1) por conducción
2) por convección
3) por radiación.
Muchas veces ocurren juntas.
Pero:
1) la conducción ocurre principalmente en los
sólidos.
2) la convección se produce en líquidos y
gases.
3) la radiación se 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
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
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.
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¿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.
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¿Cómo ver la propagación del
calor por convección?
Los papelitos muestran que el agua se mueve. El agua más caliente sube y la más
Esta es una de las principales razones que explican las corrientes marinas y los
fría baja, distribuyendo así el calor a todo el líquido. Esto es lo que conocemos
vientos. Recuerda que el planeta es frío en los polos y cálido en el ecuador.
como convección.
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Aquí hay calor, pues los dos objetos
están en contacto.
40 °C 20 °C
Calor
A
40 °C
B
20 °C
Calor
A
¿Pero qué pasa si los dos cuerpos
Similar es la radiación. Es la manera en que nos llega
están separados y entre ellos no
calor desde el Sol.
hay nada, solo vacío?
B
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¿Cómo saber que material es mejor
conductor del calor?
Cobre
El calor se propaga en este sentido:
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….
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¿Cómo saber que material es mejor
conductor del calor que otro?
Hierro
El calor se propaga en este sentido:
3s
3s
3s
3s
3s
3s
…que
conducen
calor.
Estos materiales
se denominan
…al
repetirlo
con muy
hierromal
enelvez
de cobre.
Los resultados
del tiempo
Muchos
de estos aislante
térmicos
deaislantes
caída detérmicos.
los clips es
de 3 segundos.
Entonces,
¿quién(madera,
conduce
teflón,
etc.)
se utilizan en las azas de las ollas y otros utencilios de la
mejor el
calor?
cocina.plumavit, plástico y otros…
Hay materiales, como el vidrio,
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¿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.
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¿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.
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¿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
¿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
¿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.
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¿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 conducción es
consecuencia de la interacción directa entre los átomos.
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¿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.
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¿Cómo se explica la propagación
del calor por radiación?
La
Cuando
radiación
te expones
infrarroja
que
Sol yllega
sientes
del
su
Solcalor,
calienta
Los
átomos
no soloalabsorben
o emiten
luz.no
eles
suelo
por yla
luz
aguas
visible.
superficiales
El calor
delde
solla
es
Tierra.
por
También
lolas
hacen
con
otros
tipos
de
radiación:
Por
radiación
el
infrarroja.
y las aguas
calientan
el conducción
ultravioleta,
elsuelo
infrarrojo,
los rayos
X, etc.,el
La
aire
radiación
y ahí el invisibles,
calor
térmica
se propaga
también
por
la puedes
convección,
ver en
pero reales.
algunos
tipos
produciendo
vientos.
y calentadores.
El infrarrojo
esdeelestufas
responsable
del calor.
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¿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
absorbe la energía radiante. Observa la animación
cuidadosamente.
FUENTE DEL AUTOR
¿Explicará el modelo atómico la emisión y la
absorción de calor por parte de la materia?
Cuando
Como puedes
en un átomo
ver, la emisión
uno o más
y laelectrones
absorcióntienen
de la
radiación
cabida eninfrarroja
un orbitallainferior,
misma que
bajancon
a éllayluz
el átomo
visible.
emite
Hay muchos
energía.
tipos
Ellade
puede
radiación
ser radiación
y con todas
infrarroja.
ocurre
lo
Observa
mismo,lapues
animación
en esencia
cuidadosamente.
son lo mismo
FUENTE DEL AUTOR
Referencias Web
1) https://www.youtube.com/watch?v=28pbgrHc9kk
2) https://www.youtube.com/watch?v=5pGcGeHKkWc
3) https://www.youtube.com/watch?v=OHLMqf5laFA
4) https://www.youtube.com/watch?v=qoir7cXBAY4
5) https://www.youtube.com/watch?v=NRJX36W0yRU
6) https://www.youtube.com/watch?v=-IYqFZk2Jac
7) http://enciclopedia.us.es/index.php/Propagaci%C3%B3n_del_calor
8) http://www.experimentosnuevos.com/2011/07/propagacion-del-calor-porconduccion/
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