Page 247 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicos

En su experimento, Joule utilizó un dispositivo, llamado calorímetro, como
el que se muestra en la figura 2.
Al dejar caer unas pesas desde determinada altura, verificó que a partir de
la energía potencial de las pesas, colocadas en el exterior del calorímetro,
se produce movimiento en las paletas y, en consecuencia, aumenta la tem-
peratura del agua contenida en el recipiente, comprobando de esta manera
que a partir de determinada energía potencial se producía cierto aumento
de la temperatura.
Joule estableció que la temperatura de 1 gramo de agua aumenta en 1 °C
cuando la energía potencial inicial de las pesas es 4,186 julios, con lo cual
demostró que el calor es una forma de energía.
Para medir la cantidad de calor se utilizan dos unidades de medida,
n La caloría (cal) que se define como la cantidad de calor que debe absorber
un gramo de agua para que su temperatura aumente en un grado centí-
grado. Figura 2. Calorímetro utilizado por Joule
en el desarrollo de su experimento.
n En el Sistema Internacional de Unidades, el julio (J).
La equivalencia entre estas dos unidades es:
1 cal 5 4,186 J
Esta relación entre julios y calorías se conoce como equivalente mecánico
del calor.
Con estas experiencias finalizó definitivamente la polémica sobre la naturaleza
del calor, pues se estableció que el calor se puede transformar en otras formas
de energía. Por ejemplo, en los motores de los automóviles el calor se trans-
forma en energía cinética, en las centrales térmicas se transforma en energía
eléctrica, en los filamentos de las bombillas se transforma en energía lumínica.
También diferentes formas de energía se transforman en calor, como ocurre
con la energía cinética que se disipa por efecto de la fricción, por esta razón,
como lo hemos estudiado, la fuerza de rozamiento se considera disipativa.

1.2 El calor y la variación

de la temperatura

Cuando un cuerpo absorbe calor, es posible que se produzca un aumento
en su temperatura, mientras que, si el cuerpo cede calor es posible que su
temperatura disminuya. Más adelante estudiaremos que en algunos casos se
suministra calor a una sustancia y, sin embargo, la temperatura no aumenta,
de la misma manera que en otros casos un cuerpo cede calor y, sin embargo,
su temperatura no disminuye.
A continuación estudiaremos la relación entre el calor suministrado a deter-
minada masa de alguna sustancia y el aumento de su temperatura. 5.000
n Relación entre el calor suministrado y el aumento de la temperatura 4.000
para una masa constante de una sustancia. Cuando se suministra calor Calor (cal) 3.000
a una sustancia y, como consecuencia, se produce un aumento de la tem- 2.000
peratura, la cantidad de calor suministrado es directamente proporcional
con el aumento de temperatura. 1.000
En la figura 3 se muestra una representación gráfica del calor en función 10 20 30 40 50
del aumento de la temperatura para 100 gramos de agua. También se Aumento de temperatura (ºC)
cumple que cuando la sustancia cede calor, el calor cedido es directa- Figura 3. Gráfica del calor en función
mente proporcional a la disminución de la temperatura. de la temperatura, para una masa de
100 g de agua.

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