Page 349 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

330 Capítulo 16 Temperatura y dilatación

Esto se toma patente cuando nuestro bloque de 10 kg encuentra fuerzas de fricción.
Mientras el bloque se desliza hasta frenarse, su energía parece desaparecer, pero el bloque y
la superficie que lo soporta están ligeramente más calientes. Si la energía se conserva, debe­
mos suponer que la que se ha perdido reaparece en alguna forma que no hemos considerado
aún. Cuando la energía desaparece a partir del movimiento visible de los objetos y no vuelve a
presentarse en forma de energía potencial visible, con frecuencia notamos que la temperatura
se eleva. En este capítulo expondremos el concepto de temperatura como la cuarta cantidad
fundamental.

Temperatura y energía térmica

Hasta ahora nos han interesado únicamente las causas y los efectos del movimiento externo.
Un bloque en reposo sobre una mesa se encuentra en equilibrio traslacional y rotacional res­
pecto a sus alrededores. Un estudio más a fondo del bloque revela, sin embargo, que tiene
Los dispositivos electró­ actividad interna. En la figura 16.1 se muestra un modelo sencillo de un sólido. Las moléculas
nicos de su computa­
dora generan grandes individuales se encuentran unidas por medio de fuerza elásticas análogas a los resortes de
cantidades de energía la figura. Estas moléculas oscilan respecto a sus posiciones de equilibrio, con una frecuen­
térmica. Esa energía cia específica y una amplitud A. Por ende, tanto la energía potencial como la cinética están
térmica — calor— puede asociadas con el movimiento molecular. Puesto que esta energía interna se relaciona con lo
dañar las partes electró­
nicas. Los disipadores caliente o lo frío que está un cuerpo recibe el nombre de energía térmica.
de calor son piezas de
metal con aletas que La energía térmica representa la energía interna total de un objeto: la suma de
pueden ayudar a ex­ sus energías moleculares potencial y cinética.
traer la energía térmica
residual antes que ésta Cuando dos objetos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, se transfiere ener­
dañe las partes electró­
nicas. Sin embargo, los gía de uno a otro. Suponga que se dejan caer carbones calientes en un recipiente con agua,
disipadores térmicos como se indica en la figura 16.2. La energía térmica se transferirá de los carbones al agua has-
están hechos de metal,
el cual — por supuesto—
conduce tanto la electri­ Cmuuu-O
cidad como la energía
térmica. Generalmente,
las aletas disipadoras MOmvOuuOv
térmicas no están uni­
das directamente a las
partes electrónicas que
producen calor, porque (ymm\o
estas partes son muy
sensibles a las corrientes
y a las descargas eléc­ Figura 16.1 Modelo simplificado de un sólido en el que las moléculas se mantienen unidas entre sí
tricas. Ahora empiezan mediante fuerzas elásticas.
a estar disponibles nue­
vos productos que son
eléctricamente aislantes, Carbones calientes Contenedor aislado
pero que conducen
muy bien el calor. Uno
de esos productos se
conoce como Gap Pad
y se usa para rellenar las
ranuras de aire entre las
tarjetas de circuitos de
las computadoras per­
sonales (PC) y los disipa­
dores térmicos o la caja
metálica. El Gap Pad
está fabricado a base de
un polímero de silicio
impregnado internamen­
te con alúmina y es lo
bastante flexible para
Continúa
Figura 16.2 Equilibrio térmico.