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Equilibrio térmico y el modelo de partículas

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Respuesta rápida

El equilibrio térmico se alcanza cuando dos cuerpos en contacto igualan su temperatura y cesa la transferencia neta de calor; la temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas.

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Solución — Página 198

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

Ejercicio 1

Explicación del contenido

Esta página es teórica: no contiene ejercicios con incisos. Se explica el equilibrio térmico usando el modelo de partículas.

Ejercicio 1

Las partículas nunca están en reposo

Cuando dos objetos entran en contacto, las partículas de uno chocan con las del otro. Si las partículas de un objeto se mueven más rápido que las del otro, al unirse chocan y, tras un tiempo, ambas se mueven de manera muy similar.

Ejercicio 2

Energía cinética y temperatura

El movimiento de las partículas genera energía cinética:

$E_c = \frac{1}{2}mv^{2}$

No todas las partículas tienen la misma cantidad de energía cinética. La temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo respecto a otro.

Ejercicio 3

Transferencia de calor

Al poner en contacto dos recipientes con temperaturas distintas, la energía térmica (energía cinética) se transfiere desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el de menor temperatura. En el esquema: a la izquierda, alta temperatura (partículas con vectores largos) y baja temperatura (vectores cortos), con una flecha naranja que indica la transferencia de calor; a la derecha, equilibrio térmico, con partículas de vectores similares y la nota «La transferencia neta de calor ha cesado».

Ejercicio 4

Equilibrio térmico

El equilibrio térmico es el proceso en el cual dos objetos con temperaturas inicialmente diferentes entran en contacto y, con el tiempo, sus partículas intercambian energía cinética mediante choques hasta alcanzar la misma temperatura. Ocurre porque las partículas siempre están en movimiento y la diferencia de energía cinética entre los objetos se nivela.

Respuesta orientativa: el equilibrio térmico se alcanza cuando cesa la transferencia neta de calor y ambos cuerpos igualan su temperatura; la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas.

Contenido de la página

Con base en el modelo de partículas, cuando dos objetos entran en contacto, las partículas de uno de ellos comienzan a chocar debido a que nunca están en reposo. Si las partículas de un objeto se mueven más rápidamente que las del otro, al momento de unirse, chocarán. Después de un tiempo, las partículas de ambos objetos se moverán de manera muy similar.

Para comprender esto, es necesario entender que cuando las partículas se mueven generan energía en movimiento, es decir, energía cinética. Sin embargo, no todas las partículas tienen la misma cantidad de energía cinética.

Para medir la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo respecto a otro se utiliza la temperatura. De esta manera, cuando se ponen en contacto dos recipientes cuyas temperaturas son distintas, ocurrirá lo que se ejemplifica con el modelo de partículas hasta que ambos recipientes tengan la misma temperatura. Cuando igualan su temperatura se dice que alcanzan el equilibrio térmico.

En la imagen anterior, se observa que cuando dos cuerpos están en contacto y cada uno tiene diferente temperatura, se produce una transferencia de energía térmica (energía cinética) desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el de la menor.

Con el modelo de partículas de la materia se puede explicar lo que ocurre con dos objetos que están en contacto y alcanzan el equilibrio térmico, es decir, igualan sus temperaturas.

El equilibrio térmico se refiere al proceso en el cual dos objetos que inicialmente tienen diferentes temperaturas entran en contacto y, a medida que pasa el tiempo, las partículas de ambos objetos intercambian energía cinética a través de choques hasta que alcanzan la misma temperatura. Esto ocurre debido a que las partículas siempre están en movimiento y la diferencia de energía cinética entre los objetos se nivelará hasta lograr el equilibrio térmico.

Tabla

Antes del contacto	Durante el contacto	Equilibrio térmico
Un cuerpo a alta temperatura y otro a baja temperatura	Las partículas chocan y se transfiere energía cinética del más caliente al más frío	Ambos cuerpos tienen la misma temperatura y cesa la transferencia neta de calor

Diagrama

flowchart LR
  A[Alta temperatura] -->|Transferencia de calor| B[Baja temperatura]
  A --> C[Choques entre partículas]
  B --> C
  C --> D[Equilibrio térmico]
  D --> E[La transferencia neta de calor ha cesado]

Fórmulas y ecuaciones

$E_c$ = $\frac{1}{2}$ $mv^{2}$

Glosario (5)

Equilibrio térmico: Proceso en el que dos objetos con temperaturas inicialmente distintas, al entrar en contacto, intercambian energía cinética hasta alcanzar la misma temperatura.
Energía cinética: Energía asociada al movimiento de las partículas de un cuerpo.
Temperatura: Medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo respecto a otro.
Transferencia de calor: Paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura hacia uno de menor temperatura.
Modelo de partículas: Modelo que representa la materia como partículas en constante movimiento que chocan entre sí.

Preguntas para practicar

¿Por qué se dice que la temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas?

Porque las partículas de un cuerpo se mueven a distintas velocidades y la temperatura no mide la energía de una sola partícula, sino el promedio de la energía cinética de todas ellas. A mayor energía cinética promedio, mayor temperatura.

¿Qué ocurre con las partículas de dos cuerpos en contacto hasta alcanzar el equilibrio térmico?

Las partículas del cuerpo más caliente chocan con las del más frío y les transfieren energía cinética. Estos choques continúan hasta que la energía cinética promedio de ambos cuerpos se iguala y cesa la transferencia neta de calor.

Temas y conceptos clave

Equilibrio térmicoModelo de partículasEnergía cinética y temperaturaTransferencia de calorLas partículas nunca están en reposoEnergía cinética promedioTemperaturaTransferencia de energía térmicaEquilibrio térmico

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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es el equilibrio térmico y cómo se alcanza?

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

¿Cómo se relaciona la temperatura con la energía cinética de las partículas?

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¿Por qué el calor se transfiere del cuerpo de mayor al de menor temperatura?

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📌 Antes de leer esto

• Modelo de partículas de la materia
• Concepto de energía cinética
• Noción de temperatura y calor

Siguiente tema sugerido

Escalas termométricas y medición de la temperatura

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1910 caracteres

Con base en el modelo de partículas, cuando dos objetos entran en contacto, las particulas de uno de ellos comienzan a chocar debido a que nunca están en reposo. Si las partículas de un objeto se mueven más rápidamente que las del otro, al momento de unirse, chocarán. Después de un tiempo,las partículas de ambos objetos se moverán de manera muy similar.

Para comprender esto, es necesario entender que cuando las partículas se mueven generan energia en movimiento, es decir, energia cinética. Sin embargo, no todas las partículas tienen la misma cantidad de energia cinética.

Con el modelo de particulas de la materia se puede explicar lo que ocurre con dos objetos que están en contacto y alcanzan el equilibrio térmico, es decir, igualan sus temperaturas.

El equilibrio térmico se refiere al proceso en el cual dos objetos que inicialmente tienen diferentes temperaturas entran en contacto y, a medida que pasa el tiempo, las particulas de ambos objetos intercambian energía cinética a través de choques hasta que alcanzan la misma temperatura. Esto ocurre debido a que las partículas siempre están en movimiento y la diferencia de energia cinética entre los objetos se nivelaráhasta lograr el equilibrio térmico.

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