El Calor

El Calor

Calor es el proceso de intercambio de energía térmica que se transfiere entre dos sistemas (o un sistema y sus alrededores) debido a una diferencia de temperatura. También se denomina calor a la energía en tránsito que se reconoce solo cuando se cruza la frontera de un sistema termodinámico. Una vez dentro del sistema, o en los alrededores, si la transferencia es de dentro hacia afuera, el calor transferido se vuelve parte de la energía interna del sistema o de los alrededores, según su caso. El término calor, por tanto, se debe de entender como transferencia de calor y solo ocurre cuando hay diferencia de temperatura y en dirección de mayor a menor. De ello se deduce que no hay transferencia de calor entre dos sistemas que se encuentran a la misma temperatura (están en equilibrio térmico).

Transferencia de Calor

La transferencia de calor es el proceso de propagación del calor en distintos medios. La parte de la física que estudia estos procesos se llama a su vez Transferencia de calor o Transmisión de calor. La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico o cuando dos sistemas con diferentes temperaturas se ponen en contacto. El proceso persiste hasta alcanzar el equilibrio térmico, es decir, hasta que se igualan las temperaturas. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos o regiones lo suficientemente próximas, la transferencia de calor no puede ser detenida, solo puede hacerse más lenta.En general, se reconocen tres modos distintos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación, aunque en rigor, solo la conducción y radiación debieran considerarse formas de transmisión de calor, porque solo ellas dependen exclusivamente de un desequilibrio térmico para producirse. Para que se produzca convección, tiene que haber un transporte mecánico de masa además de una diferencia de temperatura, sin embargo, teniendo en cuenta que la convección también transfiere energía de zonas con mayor temperatura a zonas con menor temperatura, normalmente se admite el modo transferencia de calor por convección.

• Conducción: Es la transferencia de calor que se produce a través de un medio material por contacto directo entre sus partículas, cuando existe una diferencia de temperatura y en virtud del movimiento de sus micropartículas. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso, aunque en líquidos y gases solo se da la conducción pura si se excluye la posibilidad de convección.

• En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido) en movimiento que transporta la energía térmica entre dos zonas. La transmisión de calor por convección puede ser:
• Forzada: a través de un ventilador (aire) o bomba (agua) se mueve el fluido a través de una zona caliente y éste transporta el calor hacía la zona fría.
• Natural: el propio fluido extrae calor de la zona caliente y cambia su densidad haciendo que se desplace hacía la zona más fría donde cede su calor.

• Es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, en este caso no existe contacto entre los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor. Simplemente por existir un cuerpo A (sólido o líquido) a una temperatura mayor que un cuerpo B existirá una transferencia de calor por radiación de A a B. Para que este fenómeno se perciba es necesario un cuerpo a una temperatura bastante elevada ya que la transferencia térmica en este caso depende de la diferencia de temperaturas a la cuarta potencia: Ta4-Tb4.

Medición del Calor

En pocas palabras, lo que en realidad llamamos calor es el flujo de energía caliente o calorífica que se transmite de un cuerpo o un objeto caliente (de altas temperaturas) a un cuerpo u objeto frío (de temperaturas más bajas). La forma en la que este flujo de energía se puede medir es utilizando lo que se conoce como Calorías.Una caloría es la medida de la cantidad de calor que existe en una sustancia. Esto es básicamente la cantidad de energía que se requiere para elevar un gramo de agua por un grado Celsius.

Para lograr cálculos perfectos, la medición del calor se realiza a través del calorímetro, un instrumento que hace posible medir las cantidades de calor absorbidas o liberadas por los cuerpos. 

Mientras que el calorímetro puede medir el calor específico y absoluto de un cuerpo, el termómetro no hace más que medir la temperatura, que responde a las nociones de los seres humanos sobre lo que es caliente y lo que es frío. El termómetro no permite medir transferencias de calor y por ende, no mide el calor en términos absolutos.

Igualmente, los termómetros son útiles porque, en general, deseamos medir el calor de acuerdo a nuestra concepción del mismo. Además, trabajan en diferentes escalas. Las escalas más conocidas por todos nosotros son las siguientes:

• Grado Celsius (ºC)
• Grado Fahrenheit (ºF)
• Grado Réaumur (ºRé)

Estas son escalas relativas, pero también existe una escala absoluta que es la de grados Kelvin (K)