¿Qué es el calor?
Toda la materia está formada por moléculas y átomos. Estos átomos están siempre en diferentes tipos de movimiento (de traslación, de rotación, de vibración). El movimiento de los átomos y las moléculas crea calor o energía térmica. Toda la materia tiene esta energía térmica. Cuanto más movimiento tengan los átomos o moléculas más calor o energía térmica tendrán.
Esta es una animación realizada a partir de una breve simulación de dinámica molecular del agua. Las líneas verdes representan los enlaces de hidrógeno entre el oxígeno y el hidrógeno. Fíjese en la apretada estructura del agua
Los enlaces de hidrógeno son mucho más débiles que los enlaces covalentes. Sin embargo, cuando un gran número de enlaces de hidrógeno actúan al unísono tendrán un fuerte efecto contributivo. Este es el caso del agua que se muestra aquí.
El agua líquida tiene una estructura parcialmente ordenada en la que los enlaces de hidrógeno se forman y rompen constantemente. Debido a la corta escala de tiempo (del orden de unos pocos picosegundos) pocos enlaces
¿Qué es la temperatura?
Desde el vídeo de arriba que muestra el movimiento de los átomos y moléculas se puede ver que algunos se mueven más rápido que otros. La temperatura es un valor medio de energía para todos los átomos y moléculas de un sistema determinado. La temperatura es independiente de la cantidad de materia que haya en el sistema. Es simplemente una media de la energía del sistema.
¿Cómo se transfiere el calor?
El calor puede viajar de un lugar a otro de tres maneras: Conducción, Convección y Radiación. Tanto la conducción como la convección requieren de materia para transferir el calor.
Si hay una diferencia de temperatura entre dos sistemas, el calor siempre encontrará una forma de transferirse del sistema superior al inferior.
Conducción–
La conducción es la transferencia de calor entre sustancias que están en contacto directo. Cuanto mejor sea el conductor, más rápidamente se transferirá el calor. El metal es un buen conductor del calor. La conducción se produce cuando una sustancia se calienta, las partículas ganan más energía y vibran más. Estas moléculas chocan con las partículas cercanas y les transfieren parte de su energía. Esto continúa y pasa la energía desde el extremo caliente hacia el extremo más frío de la sustancia.
CONVECCIÓN–
La energía térmica se transfiere de lugares calientes a lugares fríos por convección. La convección se produce cuando las zonas más calientes de un líquido o gas ascienden a zonas más frías del mismo. El líquido o gas más frío ocupa entonces el lugar de las zonas más calientes que han subido. Esto da lugar a un patrón de circulación continua. El agua que hierve en una cacerola es un buen ejemplo de estas corrientes de convección. Otro buen ejemplo de convección es la atmósfera. La superficie de la tierra es calentada por el sol, el aire caliente asciende y el aire frío se desplaza hacia el interior.
La radiación es un método de transferencia de calor que no depende de ningún contacto entre la fuente de calor y el objeto calentado como es el caso de la conducción y la convección. El calor puede transmitirse a través del espacio vacío mediante la radiación térmica, a menudo llamada radiación infrarroja. Se trata de un tipo de radiación electromagnética. En el proceso de radiación no se intercambia masa y no se requiere ningún medio. Ejemplos de radiación son el calor del sol, o el calor liberado por el filamento de una bombilla.