El calor es un término que generalmente es confundido con temperatura, sin embargo, la sensación de caliente o frío está asociada al hecho de perder o ganar calor, así como la cantidad que se gana o se pierde.
El término Calórico
Previo al siglo XIX, científicos de la época crearon el termino calórico para explicar el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo.
Al respecto manifestaba la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico.
Ya en el siglo XIX, el físico británico Benjamin Thompson en el año 1798 y el químico británico Humphry Davy en 1799, presentan las pruebas experimentales donde indicaban que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito, es decir a un proceso de intercambio de energía.
Posteriormente, entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, llevó a cabo una serie de experimentos muy precisos, para demostrar de forma concluyente que el calor es:
“Una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo”.
En base a lo antes descrito, podemos decir que existen maneras de suministrar energía a un cuerpo:
- Mediante la ejecución de un trabajo.
- A través del calor.
Para medir el calor se utilizan unidades de energía, el julio por ejemplo es usado en el sistema internacional.
Además, las partículas que componen un cuerpo están en movimiento este depende de:
- El estado físico del cuerpo, es decir si es sólido, líquido gaseoso; y
- De su energía interna.
Algunos términos relacionados con el calor
- En física, se le considera como la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.
- Asimismo, es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante.
- Por otra parte, si no se realiza trabajo la energía no fluye.
- Es importante destacar, que también se le denomina una magnitud de proceso, porque es un proceso mediante el cual se puede transferir energía.
- Además, el calor también es una propiedad extensiva, debido a que el cambio de temperatura que resulta al transferir calor a un sistema depende de cuántas moléculas hay en el sistema.
Qué es el calor
En primer término, se define como el proceso de transferencia de calor en sí mismo.
Hay que tomar en cuenta que los cuerpos no poseen calor en sí.
En este sentido, se conoce como un tipo de energía en tránsito, detectable al ingresar a un sistema termodinámico; es decir, un sistema que convierta este tipo de energía en otra, o que la transporte.
Al respecto podemos afirmar que la transferencia podrá ser:
- Interna, cuando se convierte en parte de la energía de los sistemas o sus alrededores.
- O externa, cuando es emitido y transferido desde el interior de un sistema hacia sus exteriores.
Características
Cada cuerpo posee una energía determinada en un determinado momento, esta energía puede variar alterando alguna condición externa, como puede serlo la presión o la temperatura.
Por otra parte, esta energía se denomina energía térmica de un cuerpo y considera a éste como un sistema termodinámico.
Asimismo, la energía térmica está determinada por la energía molecular, es decir, el movimiento de moléculas del material en diferentes estados.
Por consiguiente, a mayor energía molecular, mayor energía cinética, mayor movimiento de partículas y mayor temperatura.
Tipos de calor
- Calor específico: este depende del material, es la relación entre el calor proporcionado a una masa de sustancia y el incremento de temperatura.
- Específico molar: se define como la cantidad de energía que se requiere para elevar en un grado la temperatura de un mol de sustancia.
- Capacidad calorífica: Es una constante que indica si el material tiene mayor o menor dificultad para modificar su temperatura ante el calor.
Unidades de medición
A continuación, detallamos las unidades de medición del calor.
- Joule (K): Se usa para medir calor específico.
- Caloría (cal): Representa la cantidad de energía que hay que entregar a un gramo de agua para que incremente su temperatura en 1 °C.
- Kilocaloría: Se usa como una magnitud proporcional de la caloría para simplificaciones. En equivalencia, una kilocaloría equivale a mil calorías.
- Unidad térmica británica (BTU): Se asocia esta unidad a la medición en ambientes y maquinarias industriales.
Para medir el grado de calor se utiliza el calorímetro, instrumento que mide el calor específico, así como las cantidades transmitidas de calor.