Temperatura y Equilibrio Térmico

La temperatura de un objeto mide su estado de calentamiento o enfriamiento. Es una medida de la energía de las partículas de un cuerpo y se puede asociar con el promedio de las velocidades, específicamente con la energía cinética que está relacionada con el cuadrado de la velocidad de todas las partículas que lo conforman. La temperatura es una magnitud física que se puede medir usando un termómetro. El equilibrio térmico establece que cuando pones en contacto dos objetos a temperaturas distintas, la del objeto a mayor temperatura descenderá y la del otro objeto aumentará hasta que estén en la misma temperatura (las partículas del objeto a mayor temperatura tienen mayor energía cinética, la cual se transfiere hasta llegar al equilibrio).



Diferencia de Calor y Temperatura

Al movimiento total de las partículas en un objeto lo llamaremos energía térmica, la cual se afecta por el movimiento de las partículas y por el número y masa. El calor también se transfiere entre dos partes de un mismo cuerpo que se encuentran en contacto y que tienen temperaturas distintas. Representa la energía que se transfiere entre ellos o entre sus partes que están en contacto y que tienen temperaturas distintas. Si no hay diferencia en la temperatura, no hay flujo de calor. Desde el inicio del siglo XIX se sabía que el movimiento producía calor, también que la energía producía calor.



Transferencia de Calor por Radiación

La radiación es la energía emitida por la materia en forma de ondas que viajan por el espacio. La propagación del calor puede ocurrir en forma de radiación emitida por los cuerpos debido a su temperatura; entre más caliente el cuerpo, más radiación emite. La radiación no necesita un medio de transmisión y puede darse en el vacío.



Transferencia de Calor por Conducción

Cuando un objeto se calienta, las partículas que lo componen se mueven con mayor velocidad. Si dos objetos están en contacto a diferentes temperaturas, el objeto más caliente transfiere energía térmica al que está menos caliente mediante colisiones entre partículas cercanas.



Transferencia de Calor por Convección

Cuando se calienta un fluido, las partículas con mayor energía térmica tienen más movimiento y ocupan el lugar de las partículas con menor energía, lo cual genera un movimiento de convección fluido y puede ser natural o forzado. La convección natural se da cuando un fluido se calienta y su densidad disminuye. La convección forzada sucede cuando el movimiento del fluido lo causa un agente externo.



Procesos Térmicos: La Dilatación

Como un líquido se expande conforme su temperatura aumenta; es decir, que aumenta su volumen. Este efecto es más notorio en los gases. Los sólidos también se expanden cuando se calientan, pero es menos fácil de percibir. Cuando una sustancia se dilata, no es porque las partículas que la componen se hacen más grandes, es porque se separan entre sí.



Máquinas Térmicas

En la antigüedad se diseñaron máquinas impulsadas por vapor a presión que salía por agujeros hechos en cilindros. Así se diseñaron máquinas que obtenían energía mecánica a partir de la térmica. El estudio de los fenómenos de transferencia de energía térmica y su utilidad favorecieron el desarrollo de la termodinámica. La energía se obtenía de plantas hidroeléctricas o carbón. Con la Revolución Industrial, el uso de estas máquinas trajo contaminación y basura.



Efecto Invernadero

Se puede inferir una relación entre el aumento de temperatura media en la superficie terrestre y el aumento de gases como dióxido de carbono y de metano. El dióxido de carbono es uno de los gases que provoca el efecto invernadero. La energía que queda atrapada en la atmósfera como resultado del efecto invernadero provoca el calentamiento global.



Antimateria

La primera comprobación se dio con el descubrimiento del antielectrón (al que después se llamó positrón) que tiene carga eléctrica positiva y la misma masa del electrón; si ambos se encontraran, desaparecerían con la liberación de mucha energía.



La Teoría de las Cuerdas

Intenta explicar la naturaleza de las partículas elementales y el espacio mismo proponiendo pequeñas entidades similares a una cuerda que al vibrar se comportan como las partículas elementales que conocemos.



La Fuerza Eléctrica

Dos cargas eléctricas que no se mueven una respecto a la otra interactúan entre sí generando fuerzas atractivas, si las cargas son de signos contrarios, o repulsivas si son del mismo signo.



Magnetismo

Es un fenómeno de atracción a distancia que se adhiere al hierro como los imanes.



Magnetismo e Inducción Electromagnética

Hans Christian Orsted y Andre-Marie Ampere descubrieron que el magnetismo no ocurría solamente entre un imán y un conductor por el que circula corriente, sino que también se representaba entre dos conductores por los que circulan corrientes eléctricas. También se estableció que una corriente eléctrica produce un campo magnético y que en su presencia imanes y conductores cercanos pueden experimentar fuerzas magnéticas.