Temperatura i calor: conceptes clau i propagació
Unitat 8: Temperatura i Calor
1. Què és la temperatura?
La sensació de calor o fred que percebem depèn de:
- La temperatura del cos que toquem i del que hem tocat anteriorment.
- La rapidesa amb què la calor del nostre cos passa a l'objecte que toquem.
La temperatura d'un cos és una propietat que depèn del moviment de les seves partícules.
La temperatura (T) d'un cos és una mesura de l'energia cinètica mitjana de les partícules que el formen.
S'anomena energia interna d'un cos a l'energia de totes les partícules que el formen. En molts casos, podem dir que és la suma de l'energia cinètica de cada una de les seves partícules.
L'energia interna d'un cos depèn de:
- Del nombre de partícules (de la seva massa).
- Del tipus de substància (de les forces entre les partícules).
- De la temperatura (de la seva rapidesa de moviment).
2. Què és la calor?
La calor és l'energia que s'intercanvia quan es posen en contacte dos cossos que estan a diferent temperatura.
Una caloria és la quantitat de calor que cal comunicar a 1 g d'aigua perquè la seva temperatura augmenti 1 °C.
1 cal = 4,18 J
Dos cossos que estan en contacte i tenen la mateixa temperatura estan en equilibri tèrmic.
3. La calor i la dilatació
En general, quan un cos rep calor, augmenta de mida i es dilata; quan perd calor, disminueix de mida i es contrau.
La variació que experimenta el volum d'un cos quan canvia la seva temperatura o el seu estat físic té conseqüències en la seva densitat.
4. La calor i els canvis de temperatura
Generalment:
- Quan un cos rep calor, la seva temperatura augmenta.
- Quan un cos perd calor, la seva temperatura disminueix.
La variació de la temperatura que experimenta un cos depèn de:
- Massa del cos. Com més gran la massa, més petita és la variació de temperatura.
- El tipus de matèria que forma el cos.
S'anomena calor específica d'una substància a la quantitat de calor que cal comunicar a 1 kg d'aquesta substància perquè la seva temperatura augmenti 1 K. La calor específica és una propietat característica de les substàncies.
5. La calor i els canvis d'estat
- La quantitat de matèria que canvia d'estat és més gran com més alta és la calor que se li comunica.
- Per a una mateixa quantitat de calor, la massa que canvia d'estat depèn del tipus de substància.
S'anomena calor latent d'un canvi d'estat la quantitat de calor que cal comunicar a 1 kg de substància perquè canviï d'estat, a la temperatura d'aquest canvi d'estat. La calor latent és una propietat característica de les substàncies.
6. Com es propaga la calor?
La calor pot passar d'un cos a un altre o pot transmetre's a través d'un cos de tres maneres diferents: per conducció, per convecció i per radiació.
La conducció és la manera com es propaga la calor en els sòlids.
Segons com són les seves partícules, els cossos poden ser:
- Bons conductors de la calor, com els metalls.
- Mals conductors de la calor, com la fusta o el plàstic. Els mals conductors s'utilitzen com a aïllants.
La convecció és la manera com es propaga la calor en els líquids i en els gasos.
La radiació és la manera com es propaga la calor sense que intervingui cap medi material.