4 efectos del calor en la materia
La longitud de onda máxima y la cantidad total radiada varían con la temperatura según la ley de desplazamiento de Wien. Aunque se trata de temperaturas relativamente altas, las mismas relaciones son válidas para cualquier temperatura hasta el cero absoluto.
La radiación térmica en la luz visible puede verse en esta pieza metálica caliente. Su emisión en el infrarrojo es invisible para el ojo humano. Las cámaras de infrarrojos son capaces de captar esta emisión infrarroja (véase Termografía).
La radiación térmica es una radiación electromagnética generada por el movimiento térmico de las partículas de la materia. La radiación térmica se genera cuando el calor procedente del movimiento de las cargas de la materia (electrones y protones en las formas comunes de la materia) se convierte en radiación electromagnética. Toda la materia con una temperatura superior al cero absoluto emite radiación térmica. A temperatura ambiente, la mayor parte de la emisión se produce en el espectro infrarrojo (IR)[1]: 73-86 El movimiento de las partículas da lugar a una aceleración de las cargas o a una oscilación dipolar que produce radiación electromagnética.
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La energía térmica, también conocida como energía cinética aleatoria o interna, se debe al movimiento aleatorio de las moléculas de un sistema. La energía cinética se presenta en tres formas: vibracional, rotacional y traslacional. La vibracional es la energía causada por el movimiento vibratorio de un objeto o molécula, la rotacional es la energía causada por el movimiento de rotación y la traslacional es la energía causada por el movimiento de una molécula a otro lugar.
La energía térmica es directamente proporcional a la temperatura dentro de un sistema determinado (recordemos que un sistema es el objeto de interés, mientras que el entorno se encuentra fuera del sistema y ambos interactúan mediante el intercambio de energía y materia). Como resultado de esta relación entre la energía térmica y la temperatura del sistema, se aplica lo siguiente:Cuantas más moléculas estén presentes, mayor será el movimiento de moléculas dentro de un sistema dado, mayor será la temperatura y mayor será la energía térmica
Como se ha demostrado anteriormente, la energía térmica de un sistema depende de la temperatura del mismo, que a su vez depende del movimiento de las moléculas del sistema. En consecuencia, cuantas más moléculas haya, mayor será el movimiento dentro de un sistema determinado, lo que aumentará la temperatura y la energía térmica. Por ello, a una temperatura de 0ºC, la energía térmica dentro de un sistema determinado también es cero. Esto significa que una muestra relativamente pequeña a una temperatura algo elevada, como una taza de té a su temperatura de ebullición, podría tener menos energía térmica que una muestra más grande, como una piscina que está a una temperatura más baja. Si la taza de té hirviendo se coloca junto a la piscina helada, la taza de té se congelará primero porque tiene menos energía térmica que la piscina.
Efectos del calor en la materia ppt
En la escuela secundaria los estudiantes de ciencias aprenden sobre la energía térmica y el movimiento de las partículas. Los estudiantes aprenderán que la adición o la eliminación de energía térmica puede provocar cambios en el movimiento de las partículas, así como cambios de fase. Las partículas o moléculas de la materia se aceleran cuando se añade calor y se ralentizan cuando se elimina. La energía térmica puede hacer que la materia se expanda y la eliminación de energía térmica puede hacer que la materia se contraiga.
A los alumnos les encantará realizar laboratorios sobre la energía térmica. En el primer laboratorio, los alumnos aprenderán el sentido del flujo de calor. Cuando una sustancia está caliente y la otra fría y entran en contacto, ¿en qué dirección se mueve la energía térmica?
Los alumnos también aprenderán sobre las diferentes transiciones de las fases de la materia. Aprenderán sobre la condensación, la fusión, la congelación, la vaporización, la sublimación y la deposición. Aprenderán que esto ocurre a una temperatura fija, pero que esta temperatura fija es diferente para los distintos tipos de materia.
Energía térmica y movimiento de partículas es una unidad completa que cubre las NGSS MS PS1-4. Los alumnos aprenderán sobre la teoría cinética de la materia, el movimiento de las partículas, las transiciones y los cambios de fase. Los estudiantes aprenderán sobre esto en dos diapositivas informativas, cuatro laboratorios prácticos, páginas de respuesta y una evaluación. Se incluyen las claves de respuesta. A los estudiantes les encantará esta atractiva y completa unidad sobre la teoría cinética y el movimiento de las partículas. Ver más sobre Transferencia de calor
Ejemplos de efectos del calor en la materia
El término “energía térmica” se utiliza de forma imprecisa en diversos contextos de la física y la ingeniería. Puede referirse a varios conceptos físicos bien definidos. Entre ellos se encuentran la energía interna o entalpía de un cuerpo de materia y la radiación; el calor, definido como un tipo de transferencia de energía (al igual que el trabajo termodinámico); y la energía característica de un grado de libertad,
En termodinámica, el calor es la energía transferida hacia o desde un sistema termodinámico por mecanismos distintos al trabajo termodinámico o a la transferencia de materia[1][2][3] El calor se refiere a una cantidad transferida entre sistemas, no a una propiedad de un sistema concreto, o “contenida” en él[4] Por otro lado, la energía interna y la entalpía son propiedades de un sistema concreto. El calor y el trabajo dependen de la forma en que se produce la transferencia de energía, mientras que la energía interna es una propiedad del estado de un sistema y, por tanto, puede entenderse sin saber cómo ha llegado la energía a él.
En una explicación mecánica estadística de un gas ideal, en el que las moléculas se mueven de forma independiente entre colisiones instantáneas, la energía interna es la suma total de las energías cinéticas de las partículas independientes del gas, y es este movimiento cinético la fuente y el efecto de la transferencia de calor a través de la frontera de un sistema. Para un gas que no tiene interacciones de partículas, excepto las colisiones instantáneas, el término “energía térmica” es efectivamente sinónimo de “energía interna”. En muchos textos de física estadística, la “energía térmica” se refiere a