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Diferencia entre calor y temperatura: modelo de partículas y equilibrio térmico

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Respuesta rápida

Temperatura: promedio de la energía cinética de las partículas (K). Calor: transferencia de energía térmica entre cuerpos a distinta temperatura (J) hasta el equilibrio térmico.

📚 theory fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 185

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Ejercicio 1

Explicación del contenido

La página no presenta ejercicios con enunciado numerado; es una página de teoría que desarrolla tres ideas centrales. A continuación se explican y se resuelven las relaciones cuantitativas que se derivan de ellas.

Ejercicio 1

Temperatura como promedio de energía cinética

La temperatura de un cuerpo se define como el promedio de la energía cinética de todas sus partículas:

$T \propto \overline{E_c} = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N} \frac{1}{2}m_i v_i^{2}$

Esto significa que si un cuerpo tiene mayor temperatura, sus partículas se mueven, en promedio, más rápido. No importa que algunas partículas se muevan lento: lo que define la temperatura es el promedio.

Respuesta orientativa: la temperatura es una medida estadística del movimiento interno, no una medida de la energía total del cuerpo.

Ejercicio 2

Energía térmica y aumento de temperatura

La energía térmica total de un cuerpo depende del número de partículas y de su energía cinética promedio:

$E_{termica} \approx N \cdot \overline{E_c} \propto N \cdot T$

Por eso, al aumentar la temperatura, aumenta el movimiento de las partículas y, con ello, la energía térmica del cuerpo. En la imagen superior se observa cómo las flechas de movimiento se hacen más largas y numerosas conforme sube la temperatura.

Respuesta orientativa: a mayor temperatura, mayor agitación térmica y mayor energía térmica almacenada.

Ejercicio 3

Transferencia de energía y equilibrio térmico

Cuando dos cuerpos A y B con temperaturas distintas se ponen en contacto, la energía térmica fluye espontáneamente del cuerpo de mayor temperatura (A) al de menor temperatura (B):

$T_A > T_B \Rightarrow \text{flujo de energía: } A \rightarrow B$

La transferencia continúa hasta que las temperaturas se igualan:

$T_A = T_B = T_{eq}$

En ese momento se dice que ambos cuerpos están en equilibrio térmico y el flujo neto de energía se detiene.

Respuesta orientativa: el calor es energía en tránsito; existe solo mientras hay diferencia de temperatura.

Ejercicio 4

Diferencia clave entre calor y temperatura

Concepto	Definición	Unidad (SI)	Tipo de magnitud
Temperatura	Promedio de la energía cinética de las partículas	kelvin (K)	Intensiva
Calor	Transferencia de energía térmica entre cuerpos a distinta temperatura	joule (J)	Extensiva (energía en tránsito)
Energía térmica	Energía interna asociada al movimiento de las partículas	joule (J)	Extensiva

Respuesta orientativa: un cuerpo no "tiene calor"; tiene temperatura y energía interna. El calor aparece solo durante la transferencia.

Paso final

Respuesta orientativa: la temperatura describe el estado térmico promedio de un cuerpo; el calor describe la energía que se transfiere cuando dos cuerpos a distinta temperatura entran en contacto, hasta alcanzar el equilibrio térmico.

Contenido de la página

Una vez aclarado qué es el calor, se puede retomar el modelo de partículas para explicar su diferencia con la temperatura. Todos los cuerpos poseen partículas en movimiento, lo cual se debe a la energía cinética que tienen. La temperatura es el resultado de dicho movimiento y se define como el promedio de la energía cinética de todas las partículas de un cuerpo.

Un cuerpo con mayor temperatura tiene más energía cinética, en promedio, que un cuerpo con menor temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta el movimiento de sus partículas y, por tanto, su energía térmica, como se muestra en la siguiente imagen.

Aumento de temperatura → Aumento del movimiento de las partículas

La energía térmica se transfiere de un cuerpo con mayor temperatura (más caliente) a otro con menor temperatura (más frío).

La transferencia de energía se mantiene hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. Cuando esto sucede, se dice que ambos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico.

Cuerpo A (energía interna) — Mayor temperatura | Cuerpo B (energía interna) — Menor temperatura

Transferencia de energía térmica: A → B

El calor es la transferencia de energía de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno de menor temperatura hasta igualarlas para llegar a un equilibrio térmico. La temperatura es el promedio de la energía cinética de las partículas de un cuerpo.

Ejemplos resueltos

Dos cuerpos A y B se ponen en contacto. A tiene 80 °C y B tiene 20 °C. Explica qué ocurre con la energía térmica y cuándo se alcanza el equilibrio térmico.

Como $T_A = 80\,^\circ\text{C} > T_B = 20\,^\circ\text{C}$ , la energía térmica fluye de A hacia B.
La transferencia continúa mientras exista diferencia de temperatura.
El flujo se detiene cuando $T_A = T_B = T_{eq}$ .

Respuesta: la energía pasa de A a B hasta que ambos alcanzan la misma temperatura (equilibrio térmico).

Tabla

Concepto	Definición	Unidad (SI)	Tipo de magnitud
Temperatura	Promedio de la energía cinética de las partículas	kelvin (K)	Intensiva
Calor	Transferencia de energía térmica entre cuerpos a distinta temperatura	joule (J)	Extensiva (energía en tránsito)
Energía térmica	Energía interna asociada al movimiento de las partículas	joule (J)	Extensiva

Diagrama

flowchart LR
  A[Cuerpo A\nMayor temperatura] -->|Transferencia de energía térmica| B[Cuerpo B\nMenor temperatura]
  B --> C[Equilibrio térmico\nT_A = T_B]

Fórmulas y ecuaciones

T $\propto$ $\overline{E_c}$

$T_A$ = $T_B$ = $T_{eq}$

T $\propto$ $\overline{E_c}$ = $\frac{1}{N}@@MATH_0@@m_i$ $v_i^{2}$

$E_{termica}$ $\approx$ N $\cdot$ $\overline{E_c}$ $\propto$ N $\cdot$ T

$T_A$ > $T_B$ $\Rightarrow$ $\text{flujo de energía: }$ A $\rightarrow$ B

$T_A$ = $T_B$ = $T_{eq}$

Glosario (6)

Calor: Transferencia de energía térmica de un cuerpo con mayor temperatura a otro con menor temperatura hasta igualarlas.
Temperatura: Promedio de la energía cinética de todas las partículas de un cuerpo.
Energía térmica: Energía interna de un cuerpo asociada al movimiento de sus partículas.
Equilibrio térmico: Estado en el que dos cuerpos en contacto alcanzan la misma temperatura y cesa la transferencia neta de energía.
Energía cinética: Energía asociada al movimiento de un cuerpo o partícula.
Modelo de partículas: Modelo que representa la materia como conjunto de partículas en constante movimiento.

Preguntas para practicar

¿Por qué se dice que el calor no es algo que un cuerpo "tiene", sino algo que "ocurre"?

Porque el calor es energía en tránsito: solo existe mientras hay una diferencia de temperatura entre dos cuerpos. Un cuerpo aislado tiene temperatura y energía interna, pero no "contiene calor". El calor aparece únicamente durante la transferencia de energía térmica.

¿Qué relación existe entre la temperatura y el movimiento de las partículas de un cuerpo?

La temperatura es directamente proporcional al promedio de la energía cinética de las partículas. A mayor temperatura, las partículas se mueven más rápido en promedio; a menor temperatura, su movimiento promedio disminuye.

¿Por qué dos cuerpos en contacto alcanzan el equilibrio térmico?

Porque la energía térmica fluye espontáneamente del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. Este flujo continúa hasta que las temperaturas se igualan, momento en el que cesa la transferencia neta de energía y se alcanza el equilibrio térmico.

Temas y conceptos clave

Calor y temperaturaModelo de partículasEnergía cinética promedioEnergía térmicaEquilibrio térmicoTemperatura como promedio de energía cinéticaEnergía térmica asociada al movimiento de partículasTransferencia de energía del cuerpo caliente al fríoEquilibrio térmicoCalor como energía en tránsito

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Figuras de la página (2)

Tres recuadros que muestran partículas (esferas azules) con flechas de movimiento cada vez más largas y numerosas, acompañados de una flecha roja que indica 'Aumento de temperatura' y una flecha azul que indica 'Aumento del movimiento de las partículas'. — Figura 1 image

Esquema de dos cuerpos, A (mayor temperatura, partículas rojas con flechas largas) y B (menor temperatura, partículas claras con flechas cortas), separados por una línea punteada. Una flecha naranja inferior señala la 'Transferencia de energía térmica' de A hacia B. — Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué es el equilibrio térmico y cuándo ocurre?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo se relaciona la temperatura con el movimiento de las partículas?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de energía y sus formas
• Energía cinética y movimiento de partículas
• Modelo cinético-molecular de la materia
• Noción de temperatura y su medición

Siguiente tema sugerido

Formas de transferencia del calor: conducción, convección y radiación

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1355 caracteres

Una vez aclarado qué es el calor, se puede retomar el modelo de partículas para explicar su diferencia con la temperatura. Todos los cuerpos poseen partículas en movimiento, lo cual se debe a la energía cinética que tienen. La temperatura es el resultado de dicho movimiento y se define como el promedio de la energía cinética de todas las partículas de un cuerpo.

Un cuerpo con mayor temperatura tiene más energía cinética, en promedio,que un cuerpo con menor temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta el movimiento de sus partículas y, por tanto, su energia térmica, como se muestra en la siguiente imagen.

La energía térmica se transfiere de un cuerpo con mayor temperatura (más caliente) a otro con menor temperatura (más frío).

La transferencia de energia se mantiene hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. Cuando esto sucede,se dice que ambos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico.

El calor es la transferencia de energia de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno de menor temperatura hasta igualarlas para llegar a un equilibrio térmico. La temperatura es el promedio de la energia cinética de las particulas de un cuerpo.

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![](page=0,bbox=[283, 444, 965, 743])

Aumento del movimiento de las particulas

Mayor temperatura Menor temperatura

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