¿Cómo se transfiere el calor? ¿Cómo pasa esa energía de un cuerpo a otro? Al estar asociado a variables microscópicas, cualquier descripción de la transferencia de calor debe basarse en el estudio de las colisiones e interacciones entre las moléculas de las diferentes sustancias, así como de la radiación que emiten (estando la radiación infrarroja usualmente asociada a la temperatura del cuerpo).

Independientemente de que se elabore un modelo microscópico más o menos detallado en las sustancias, sí pueden describirse las formas en que el calor se transmite de un cuerpo a otro. Estos mecanismos son:

Conducción

La transmisión de calor por conducción se da cuando se ponen en contacto dos materiales a diferente temperatura. La agitación térmica es mayor en el de temperatura más elevada, por lo que cuando se produce un choque de una de las moléculas de la superficie del más caliente con una de las moléculas superficiales del más frío, el que se movía más rápido pierde algo de su energía y el más lento la gana. El resultado es que la temperatura del más caliente disminuye y la del más frío aumenta. Se produce un flujo de energía a través de la superficie de contacto, que identificamos como calor.

¿De qué depende este flujo de calor?

a. De la diferencia de temperaturas Δt=t1-t2, cuánto mayor sea esta, más grande es el flujo de calor.

b. Del espesor del material intermedio, Δx. Cuanto más grueso sea, menos calor fluye.

c. Del área A del material. Por una ventana grande fluye más calor que por un ventanuco.

d. De la naturaleza del material intermedio. No fluye el mismo calor a través de una lámina metálica que a través de una de aislante de fibra de vidrio.

Convección

En un sistema fluido, como gas o un líquido, la conducción no es el único mecanismo de transmisión de calor. Además de este, está presente la convección, que es la transferencia de energía arrastrada por el propio movimiento del fluido. Al calentarse, cambia la densidad, siendo menor y ascendiendo, creando depresión que es llenada por lo frío, lo cual es calentado a la vez, continuando el proceso. Se establece así una circulación de corriente en forma de rollo. A este fenómeno se lo denomina convección y al movimiento del fluido se lo denomina corriente de convección. Cuando las corrientes de convección se producen espontáneamente, por la acción de la gravedad, se denomina libre. Si es causada por agente externo, se llama convección forzada. Ej. las mantas en invierno.

Radiación

El tercer mecanismo de transmisión de calor es la radiación. Todo cuerpo, por estar a una cierta temperatura, emite ondas electromagnéticas, pudiendo también absorberlas. La emisión de estas ondas por un cuerpo y su absorción por otro implica una transmisión de energía que identificamos como calor. La emisión por radiación no puede ser impedida nunca de manera completa, ya que el simple hecho de tener una temperatura provoca emisión de radiación. Por ello es imposible construir unas paredes totalmente adiabáticas.

Calorimetría y Termodinámica

Q=m.c. Δt Ecuación fundamental de la calorimetría.

c: calor específico: representa el calor intercambiado por una masa unitaria de cierta sustancia para producir una variación de temperatura unitaria.

C: capacidad calorífica: es el producto entre la masa de un cuerpo y el calor específico. Caracteriza a cada sistema y a cada cuerpo. C=m.c

Equivalente en agua: masa de agua que tiene la misma capacidad calorífica del cuerpo. C/cH2O

L: calor latente de transformación: calor intercambiado por unidad de masa durante un cambio de fase. Es característico de cada sustancia y cambio de fase. Q=m.l

Ley cero de la termodinámica: si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, entonces están en equilibrio térmico entre sí.

Recipiente adiabático: aquel que no intercambia calor con el medio exterior.

Sistema adiabático: es un sistema que no intercambia calor con el medio exterior.

Tres proposiciones de acuerdo con el principio de conservación de energía:

1: En el interior de un recipiente adiabático el calor recibido por un cuerpo es igual al calor cedido por el otro.

2: En el interior de un recipiente adiabático el calor se transfiere desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura hasta que se logre el equilibrio térmico.

3: El calor intercambiado por una sustancia durante cierta transformación es igual en valor absoluto al calor intercambiado por la misma sustancia en la transformación inversa.

El calor que recibe el sistema no se transforma en un aumento de energía cinética interna dado que la temperatura es constante. Se transforma en energía potencial gravitatoria dado que las partículas tienen que alejarse unas de otras aumentando la energía potencial.

SG volatilización=-sublimación/SL:fusión=-solidificación/LG:vaporización=-condensación