Actualizado abril 11, 2023
Si bien la mayoría de las personas utilizan la palabra «calor» para referirse a algo cálido, científicamente hablando se la define como el flujo de energía que pasa de un objeto cálido a un objeto más frío. Es por ello que a continuación intentaremos darle una visión mas acertada acerca de este tema, detallándole de qué se trata la energía calorífica, cuál es su diferencia con la temperatura, cuáles son ejemplos cotidianos de la misma, entre muchas otras cosas.
¿Qué es la energía calorífica?
La energía Calorífica, también conocida como energía térmica, se refiere a la cantidad de energía cinética que tienen las moléculas o los átomos en un determinado momento. Cuanto más rápido se mueven las moléculas o los átomos, más energía térmica tienen. Si algo tiene muchas partículas que se mueven muy rápidamente, sentiríamos que esa sustancia está caliente. Si algo tiene partículas que se mueven muy lentamente, entonces sentiríamos que esa sustancia esta fría.
La energía calorífica se refiere a la forma de energía que se transfiere entre dos cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas. Esta energía fluye del cuerpo con mayor temperatura hacia el cuerpo con menor temperatura hasta que ambos cuerpos alcanzan una temperatura común.
La energía calorífica es una forma de energía térmica, que se refiere a la energía interna de un sistema debido a la vibración, movimiento y choque de las partículas que lo componen. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas entran en contacto, las partículas de alta energía del cuerpo más caliente se transfieren a las partículas de baja energía del cuerpo más frío, aumentando la temperatura del segundo cuerpo.
La energía calorífica es importante en muchos procesos y sistemas, como en la calefacción de hogares, la refrigeración de alimentos y la generación de energía en centrales termoeléctricas. La medición de la energía calorífica se realiza en unidades de calor, como las calorías o las unidades térmicas británicas (BTU).
Calor vs. Temperatura
El calor y la temperatura son dos medidas diferentes, no son lo mismo. La temperatura es una medida de la cantidad de energía térmica contenida dentro de la sustancia.
La distinción entre calor y temperatura es sutil pero muy importante. El calor se refiere a la transferencia de energía entre sistemas (o cuerpos), mientras que la temperatura está determinada por la energía contenida dentro de un sistema (o cuerpo) singular.
En otras palabras, el calor es energía, mientras que la temperatura es una medida de energía. Agregar calor aumentará la temperatura del cuerpo, mientras que eliminar el calor disminuirá la temperatura, por lo que los cambios en la temperatura son el resultado de la presencia de calor o, a la inversa, la falta de calor.
Puede medir la temperatura de una habitación colocando un termómetro y midiendo la temperatura del aire ambiente. Puede agregar calor a una habitación encendiendo un calefactor. A medida que el calor se agrega a la habitación, la temperatura aumenta.
Las partículas tienen más energía a temperaturas más altas y, a medida que esta energía se transfiere de un sistema a otro, las partículas que se mueven rápidamente colisionarán con partículas de movimiento más lento. A medida que chocan, la partícula más rápida transferirá parte de su energía a la partícula más lenta, y el proceso continuará hasta que todas las partículas funcionen a la misma velocidad. Esto se llama equilibrio térmico.
Formas de transmisión de la energía calorífica
Hay tres formas básicas de transferir calor:
1.Convección
Muchas casas se calientan a través del proceso de convección, que transfiere la energía térmica a través de gases o líquidos. En el hogar, a medida que el aire se calienta, las partículas ganan energía de calor, lo que les permite moverse más rápido y calentar las partículas más frías. Dado que el aire caliente es menos denso que el aire frío, se elevará. A medida que el aire más frío cae, puede introducirse en nuestros sistemas de calefacción, lo que permitirá nuevamente que las partículas más rápidas calienten el aire. Esto se considera un flujo circular de aire y se denomina corriente de convección. Estas corrientes circundan y calientan nuestros hogares.
2. Conducción
El proceso de conducción es la transferencia de energía térmica de un sólido a otro, básicamente, dos cosas que se tocan. Podemos ver un ejemplo de esto cuando cocinamos en la estufa. Cuando colocamos la sartén fría sobre el quemador caliente, la energía térmica se transfiere del quemador a la sartén, que a su vez se calienta.
3. Radiación.
La radiación es un proceso en el que el calor se mueve a través de lugares donde no hay moléculas, y en realidad es una forma de energía electromagnética. Cualquier elemento cuyo calor se pueda sentir sin conexión directa está irradiando energía. Puedes ver esto en el calor del sol, la sensación de calor que se desprende de una hoguera que se encuentra a varios pies de distancia, e incluso en el hecho de que las habitaciones llenas de personas naturalmente serán más cálidas que las habitaciones vacías porque el cuerpo de cada persona irradia calor.
Ejemplos de energía calorífica
- El mayor ejemplo de energía térmica en nuestro sistema solar es el sol mismo. El sol irradia calor para calentarnos en el planeta tierra.
- Cuando el quemador de una estufa está muy caliente, es una fuente de energía térmica. Cualquier cosa colocada en la estufa y calentada, ya sea una tetera o una sartén para freír huevos, también se convierte en una fuente de energía térmica.
- Los combustibles para automóviles, como la gasolina, son fuentes de energía térmica, como lo es el motor caliente de un auto de carreras o un autobús escolar.
- Una tostadora se enciende y convierte un pedazo de pan en un pedazo de pan tostado. Esto se debe a la energía de calor radiante de la tostada, que extrae la humedad del pan y lo hace crujiente.
- Cualquier incendio, desde el fósforo más pequeño, hasta la chimenea, o el incendio forestal más grande que haya existido, contiene energía térmica, y hasta el fuego más pequeño puede dar como resultado la enorme cantidad de energía térmica que se ve en un gran incendio.
- Cuando el hielo se coloca en un vaso de agua, la energía térmica del agua finalmente lo derrite, lo que significa que el agua en sí misma es una fuente de energía térmica.
- Un radiador o sistema de calefacción en una casa proporciona energía de calor radiante para calentar una casa durante esos largos y fríos meses de invierno.
- Los hornos convencionales son fuentes de energía térmica por convección, lo que hace que los alimentos colocados en ellos se calienten y se cocinen.
- Su cuerpo contiene energía térmica que puede calentar un vaso frío de limonada, derretir el hielo del otro lado del vidrio del vaso y calentar a alguien más cuando los abraza.
- La energía geotérmica es un tipo de energía térmica generada y almacenada debajo de la superficie de la Tierra. Este tipo de energía se utiliza para calentar casas y edificios.
- Una enorme cantidad de energía térmica se almacena en un relámpago, que puede provocar un incendio un corte eléctrico.
- Cuando la computadora está encendida, los componentes internos generan energía calorífica, que debe ser enfriada con un pequeño ventilador instalado dentro de la máquina.
- Una bañera llena de agua caliente contiene suficiente energía térmica para calentar un cuerpo frío hasta un nivel cómodo en un día frío.
- Hay energía térmica dentro de un gato que se puede transferir a una persona cuando el animal se acuesta sobre su regazo.
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