Calor y temperatura

Calor y temperatura se usan a diario como si fueran lo mismo, y el examen lo aprovecha. La temperatura mide qué tan caliente está un cuerpo, es decir, la energía cinética promedio de sus partículas. El calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro cuando tienen distinta temperatura. En el temario de Ciencias Sociales y Administrativas del IPN este tema ordena esas dos ideas y sus aplicaciones básicas.

Qué debes dominar

• Escalas de temperatura: °C, K y °F, con °F = 1.8 · °C + 32 y K = °C + 273.
• Equilibrio térmico: dos cuerpos en contacto igualan su temperatura.
• Calor específico: Q = m · c · ΔT, en joules o calorías.
• Dilatación: ΔL = α · L₀ · ΔT para sólidos.
• Transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
• Calor latente: la energía de un cambio de estado, sin variación de temperatura.

Ejemplos. El agua hierve a 100 °C, que son 212 °F o 373 K. Para calentar 200 g de aluminio (c ≈ 900 J/kg·K) en 50 °C se necesitan 0.2 · 900 · 50 = 9000 J. Un riel de acero de 10 m (α ≈ 1.2 × 10⁻⁵ °C⁻¹) que se calienta 40 °C se alarga 1.2 × 10⁻⁵ · 10 · 40 = 0.0048 m, casi 5 mm; por eso hay juntas en las vías.

Cómo practicarlo

Con un par de conversiones de escala, con situaciones como el mango metálico que se siente más frío que el de madera a la misma temperatura, o con preguntas sobre cuál mecanismo explica el calor del Sol o el de una estufa.

Errores comunes

• Usar grados Celsius en una fórmula que exige kelvin.
• Atribuir la sensación de frío a la temperatura del material y no a la rapidez con que conduce el calor.
• Creer que un cuerpo contiene calor.
• Pensar que el agua sube de temperatura mientras hierve.