Piensa en un día frío y uno caluroso. ¿Cómo describirías la temperatura en cada caso?

1. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo: T \propto \langle E_{k} \rangle = \frac{1}{2}m\langle v^{2} \rangle
2. En un día frío el intercambio térmico con el ambiente hace que el cuerpo pierda energía; las partículas se mueven más despacio, por lo que la temperatura es baja.
3. En un día caluroso el cuerpo absorbe calor del ambiente (por radiación, conducción y convección); las partículas adquieren mayor energía cinética y la temperatura sube.
4. Descripción orientativa: en el día frío la temperatura se siente baja (por debajo de lo habitual, por ejemplo < 15\,^{\circ}\text{C}); en el día caluroso es alta (por encima de lo habitual, por ejemplo > 30\,^{\circ}\text{C}).

Respuesta orientativa: un día frío corresponde a temperatura baja (partículas con poca energía cinética) y un día caluroso a temperatura alta (partículas con mucha energía cinética); en ambos casos la temperatura depende del intercambio de energía entre el cuerpo y el ambiente.

¿Qué crees que sucede con la energía térmica cuando calientas algo en el microondas?

1. El microondas emite ondas electromagnéticas (típicamente a una frecuencia de f \approx 2{,}45\times 10^{9}\,\text{Hz}).
2. Estas ondas son absorbidas por las moléculas polares del alimento (sobre todo el agua), que se orientan al campo eléctrico oscilante y cambian de dirección millones de veces por segundo.
3. Ese movimiento molecular rápido se traduce en aumento de la energía cinética de las partículas: la temperatura del alimento sube.
4. La energía electromagnética se transforma en energía térmica interna del alimento; por eso el microondas es un proceso de transferencia de energía, no de producción de calor.
5. Verificación: si se calienta agua con microondas y se mide la temperatura antes y después, se cumple Q = mc\Delta T con \Delta T > 0, lo que confirma el aumento de la energía térmica.

Respuesta orientativa: las microondas excitan las moléculas del alimento, aumentando su energía cinética y, con ello, su energía térmica interna; el alimento se calienta porque la energía electromagnética se transforma en energía térmica.

Contenido de la página (criterios y objetivos)

• Criterio CE.CN.F.5.14: analizar la temperatura como energía cinética promedio de sus partículas y experimentar la ley cero de la termodinámica mediante conceptos como calor específico, cambio de estado, calor latente y temperatura de equilibrio; estudiar la transferencia de calor por conducción, convección y radiación; el trabajo mecánico producido por la energía térmica de un sistema; y las pérdidas de energía en forma de calor hacia el ambiente y la disminución del orden (entropía) en los procesos de transformación de energía.
• Objetivo OG.CN.8: comunicar información científica, resultados y conclusiones de las indagaciones a diferentes interlocutores, mediante diversas técnicas y recursos, con argumentación crítica, reflexiva y justificación con pruebas y evidencias.