Calor: transferencia de energía térmica y modelo de partículas
Respuesta rápida
El calor es transferencia de energía térmica del cuerpo caliente al frío. La ropa y las paredes no producen calor: solo dificultan su transferencia al ambiente.
Solución — Página 184
Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026
Explicación del contenido
Esta página es teórica y no presenta ejercicios numéricos. Se explican tres ideas centrales:
El calor es transferencia de energía térmica. Ocurre entre dos cuerpos en contacto que están a diferente temperatura. Siempre fluye del cuerpo "más caliente" al "más frío". En el ejemplo, la mano (A) cede energía al hielo (B): la mano se enfría y el hielo se derrite.
Modelo de partículas. Las partículas del cuerpo caliente vibran más y tienen mayor energía cinética que las del cuerpo frío. Al chocar, las partículas rápidas transfieren energía a las lentas: unas disminuyen su vibración (baja su temperatura) y otras la aumentan (sube su temperatura).
E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}
- Aislantes térmicos. La ropa (chamarra, gorro, suéter, bufanda) y las puertas cerradas no generan calor: reducen la transferencia de energía del cuerpo o de la habitación hacia el medio ambiente, por lo que se percibe una sensación de abrigo.
Respuesta orientativa: El calor no es una sustancia que los cuerpos "tienen", sino energía en tránsito. Se transfiere espontáneamente del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura hasta alcanzar el equilibrio térmico.
Contenido de la página
Calor
Para comprender qué es el calor se puede observar el siguiente ejemplo: si se saca un hielo del congelador y se coloca sobre una mano, ésta comienza a enfriarse y el hielo a derretirse.
En el ejemplo anterior, hay una interacción entre dos cuerpos que están en contacto, el hielo y la mano, entre los cuales hay un proceso de transferencia de energía térmica. Esta transferencia se conoce como calor, y va del cuerpo "más caliente" a otro "más frío". La mano se enfría porque transmite calor al hielo.
La transferencia de energía térmica (o calor) se puede explicar con el modelo de partículas. En la siguiente imagen, el cuerpo A (más caliente) es la mano, y el cuerpo B (más frío) es el hielo. Las partículas del cuerpo A tienen mucho movimiento y, por tanto, mayor energía cinética que las del cuerpo B.
Cuerpo A (caliente) — sus partículas vibran más. Cuerpo B (frío) — sus partículas vibran menos.
Las partículas que vibran más golpean a las que vibran menos y hacen que su vibración aumente, por lo que aumenta su temperatura. En el mismo instante en que sucede esto, las partículas que vibran más pierden energía al chocar con las partículas que vibran menos, lo que ocasiona que disminuya su temperatura.
Otro ejemplo es cuando el cuerpo humano produce energía térmica que se percibe como calor que se transfiere al medio ambiente. Con la utilización de una chamarra, gorro, suéter o una bufanda en un lugar frío, la energía no puede transferirse fácilmente al medio ambiente, entonces se queda en el cuerpo y así se percibe una sensación acogedora.
Pasa lo mismo cuando cierran las puertas de una habitación y eso impide que la energía se transfiera fuera de ella; en otras palabras, que el calor se vaya o disipe.
En conclusión, las prendas de vestir y la habitación no producen el calor, sólo dificultan que éste se transfiera de un medio a otro, en este caso, al medio ambiente.
Ejemplos resueltos
Se coloca un hielo (cuerpo B, frío) sobre la mano (cuerpo A, caliente). Explica qué ocurre con la energía térmica de cada cuerpo.
Las partículas de la mano vibran más y tienen mayor energía cinética que las del hielo. Al estar en contacto, las partículas rápidas chocan con las lentas y les transfieren energía: la mano disminuye su temperatura y el hielo la aumenta hasta derretirse. La energía se transfiere del cuerpo A al cuerpo B.
¿Por qué una chamarra abriga si no produce calor?
La chamarra actúa como aislante térmico: dificulta la transferencia de la energía térmica del cuerpo hacia el medio ambiente frío. Al quedar la energía retenida en el cuerpo, se percibe una sensación de abrigo.
Tabla
| Característica | Cuerpo A (mano) | Cuerpo B (hielo) |
|---|---|---|
| Temperatura | Mayor | Menor |
| Vibración de partículas | Alta | Baja |
| Energía cinética | Mayor | Menor |
| Transferencia de energía | Cede calor | Recibe calor |
| Cambio observado | Se enfría | Se derrite |
Diagrama
flowchart LR
A[Cuerpo A caliente\npartículas vibran más] -->|transfiere energía térmica| B[Cuerpo B frío\npartículas vibran menos]
A -->|disminuye su temperatura| A2[Se enfría]
B -->|aumenta su temperatura| B2[Se calienta]
Fórmulas y ecuaciones
E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}
E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}
Glosario (6)
- Calor
- Transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están en contacto y a diferente temperatura.
- Energía térmica
- Energía asociada al movimiento y vibración de las partículas de un cuerpo.
- Energía cinética
- Energía que posee un cuerpo o partícula debido a su movimiento.
- Modelo de partículas
- Modelo que representa la materia como conjunto de partículas en constante movimiento.
- Aislante térmico
- Material que dificulta la transferencia de calor entre dos medios.
- Temperatura
- Magnitud que indica qué tan caliente o frío está un cuerpo; se relaciona con la energía cinética promedio de sus partículas.
Preguntas para practicar
¿Por qué la mano se enfría al sostener un hielo?
Porque la energía térmica se transfiere de la mano (más caliente) al hielo (más frío). Al ceder energía, las partículas de la mano disminuyen su vibración y su temperatura baja.
¿Qué relación existe entre la vibración de las partículas y la temperatura de un cuerpo?
A mayor vibración de las partículas, mayor energía cinética promedio y, por tanto, mayor temperatura. A menor vibración, menor temperatura.
¿Por qué se dice que la ropa de abrigo no produce calor?
Porque su función es dificultar la transferencia de energía térmica del cuerpo al ambiente, no generar energía. El calor proviene del propio cuerpo o de una fuente externa.
Temas y conceptos clave
Figuras de la página (2)
Preguntas que la gente también hace
¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?
¿Por qué la ropa de abrigo no produce calor?
¿Cómo se transfiere la energía térmica entre dos cuerpos en contacto?
- • Concepto de energía
- • Estados de la materia
- • Noción de temperatura
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1918 caracteres
Calor
Para comprender qué es el calor se puede observar el siguiente ejemplo: si se saca un hielo del congelador y se coloca sobre una mano, ésta comienza a enfriarse y el hielo a derretirse.
En el ejemplo anterior, hay una interacción entre dos cuerpos que están en contacto, el hielo y la mano, entre los cuales hay un proceso de transferencia de energia térmica. Esta transferencia se conoce como calor, y va del cuerpo "más caliente"a otro"más frío".La mano se enfria porque transmite calor al hielo.
La transferencia de energia térmica (o calor) se puede explicar con el modelo de partículas. En la siguiente imagen, el cuerpo A (más caliente) es la mano, y el cuerpo B (más frío) es el hielo. Las partículas del cuerpo A tienen mucho movimiento y, por tanto, mayor energía cinética que las del cuerpo B.
Las partículas que vibran más golpean a las que vibran menos y hacen que su vibración aumente, por lo que aumenta su temperatura. En el mismo instante en que sucede esto, las particulas que vibran más pierden energia al chocar con las partículas que vibran menos, lo que ocasiona que disminuya su temperatura.
Otro ejemplo es cuando el cuerpo humano produce energía térmica que se percibe como calor que se transfiere al medio ambiente. Con la utilización de una chamarra, gorro, suéter o una bufanda en un lugar frío, la energia no puede transferirse fácilmente al medio ambiente, entonces se queda en el cuerpo y así se percibe una sensación acogedora.
Pasa lo mismo cuando cierran las puertas de una habitación y eso impide que la energía se transfiera fuera de ella; en otras palabras, que el calor se vaya o disipe.
En conclusión, las prendas de vestir y la habitación no producen el calor, sólo dificultan que éste se transfiera de un medio a otro, en este caso, al medio ambiente.
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