La propagación del calor ¿Cómo se propaga el calor? ¿Qué ocurre con los átomos cuando un cuerpo cede o absorbe calor? Nivel: 8° Básico Eje: La materia y sus transformaciones Contenido Mínimo Obligatorio 15. Ajuste curricular 2009. Explicación básica de la electrización, la conductividad eléctrica y calórica, la emisión y absorción de la luz en términos del modelo atómico. FUENTE DEL AUTOR

¿Qué es el calor? Es la energía que pasa de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura. Por ejemplo, en la imagen que se muestra, hay calor viajando del cuerpo A al B. 40 °C 20 °C Calor A B FUENTE DEL AUTOR

¿Qué es el calor? En el dibujo que se muestra aquí, no hay calor viajando del cuerpo A al B, pues ambos cuerpos están a la misma temperatura. 20 °C A B FUENTE DEL AUTOR

¿Qué es el calor? En este caso, hay calor del fuego de la cocina a la tetera y al agua que ésta contiene. FUENTE DEL AUTOR

¿Qué es el calor? Esta estufa entrega calor a los objetos que le rodean: el aire, suelo, muebles y a mí. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo llega el calor a la Tierra? ¿Sabías que no es nada bueno exponerse al sol durante mucho tiempo cuando la radiación ultravioleta (UV) está con índices altos? El Sol entrega calor a la Tierra y a todo lo que está en ella: las rocas, el aire, el agua de los océanos y hielos, a las plantas y animales. FUENTE DEL AUTOR

¿De qué formas se propaga el calor? De tres maneras: por conducción por convección por radiación. Muchas veces ocurren juntas. Pero: la conducción ocurre principalmente en los sólidos. la convección se produce en líquidos y gases. la radiación se produce por el movimiento de ondas electromagnéticas en el vacío o por un medio. Empecemos por estudiar la propagación por conducción. ¿Cómo la podríamos estudiar experimentalmente? FUENTE DEL AUTOR

Después invierte el alambre y calienta uno de sus extremos. Supongamos que queremos saber qué tan buen conductor del calor es el cobre Con una vela encendida, coloca en un alambre de cobre, gotitas cada 2 centímetros y fija en ellas un clip para papeles (fíjate en la animación). Después invierte el alambre y calienta uno de sus extremos. FUENTE DEL AUTOR

El calor se propaga en este sentido: Supongamos que queremos saber cuan buen conductor del calor es el cobre El calor se propaga en este sentido: Después de un tiempo los clips empezarán a caer. ¿En qué orden caerán? ¿Por qué caen y en ese orden? Ten cuidado para no quemarte. El calor aquí se propaga por conducción. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo ver la propagación del calor por convección? Papelitos picados Coloca agua en un vaso precipitado, vierte en él unos cuantos papelitos pequeños y observa lo que ocurre mientras calientas el agua. Ten cuidado para no quemarte. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo ver la propagación del calor por convección? Esta es una de las principales razones que explican las corrientes marinas y los vientos. Recuerda que el planeta es frío en los polos y cálido en el ecuador. Los papelitos muestran que el agua se mueve. El agua más caliente sube y la más fría baja, distribuyendo así el calor a todo el líquido. Esto es lo que conocemos como convección. FUENTE DEL AUTOR

Aquí hay calor, pues los dos objetos están en contacto. Similar es la radiación. Es la manera en que nos llega calor desde el Sol. ¿Pero qué pasa si los dos cuerpos están separados y entre ellos no hay nada, solo vacío? FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo saber que material es mejor conductor del calor? Cobre El calor se propaga en este sentido: 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s 2,5 s En este experimento estamos usando cobre. Los resultados del tiempo entre la caída de un clip y otro es de 2,5 segundos y…. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo saber que material es mejor conductor del calor que otro? Hierro El calor se propaga en este sentido: 3 s 3 s 3 s 3 s 3 s 3 s El cobre es mejor conductor del calor que el hierro. En general los mejores conductores del calor son también los mejores conductores de la electricidad. …que conducen muy mal el calor. Estos materiales se denominan aislantes térmicos. Muchos de estos aislante térmicos (madera, teflón, etc.) se utilizan en las azas de las ollas y otros utencilios de la cocina. …al repetirlo con hierro en vez de cobre. Los resultados del tiempo de caída de los clips es de 3 segundos. Entonces, ¿quién conduce mejor el calor? Hay materiales, como el vidrio, plumavit, plástico y otros… FUENTE DEL AUTOR

¿En qué casos sirven los aislantes del calor? Aquí hay aislantes térmicos Claro, los termos para mantener la temperatura de los alimentos tienen en su interior un material aislante (conduce mal el calor). También se ocupan aislantes térmicos en los techos y muros de las casas para mantener la temperatura de la casa, útil tanto en verano como en invierno. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo se explica la propagación del calor? Representación simplificada de un átomo vibrando por agitación térmica La explicación está en la estructura de la materia: los átomos. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? Átomos 20ºC Aquí se ilustra un material sólido y sus átomos vibrando, cuando su temperatura es 20 ° C. ¿Qué ocurrirá si se aumenta la temperatura del material? FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? Si aumentamos la temperatura del material, los átomos vibran más rápido y se mueven más. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? ¿Qué pasará en el material si uno de sus lados está a mayor temperatura que el otro? Los átomos que vibran más rápido transfieren energía a los más lentos. En el sentido que se indica es cómo se propaga el calor. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por conducción? Después de cierto tiempo, el material alcanzará la temperatura de equilibrio y ya no habrá calor, todas las partículas tendrán la misma energía térmica. La propagación del calor por conducción es consecuencia de la interacción directa entre los átomos. FUENTE DEL AUTOR

Esas corrientes reparten el calor por convección en líquidos y gases. ¿Cómo el modelo atómico explica la propagación del calor por convección? Los átomos (o moléculas) en líquidos y gases pueden moverse con mayor libertad. Su movimiento es en corrientes desde las zonas más calientes a las más frías. Esas corrientes reparten el calor por convección en líquidos y gases. FUENTE DEL AUTOR

¿Cómo se explica la propagación del calor por radiación? La radiación infrarroja que llega del Sol calienta el suelo y las aguas superficiales de la Tierra. Por conducción el suelo y las aguas calientan el aire y ahí el calor se propaga por convección, produciendo vientos. Cuando te expones al Sol y sientes su calor, no es por la luz visible. El calor del sol es por radiación infrarroja. La radiación térmica también la puedes ver en algunos tipos de estufas y calentadores. Los átomos no solo absorben o emiten luz. También lo hacen con otros tipos de radiación: el ultravioleta, el infrarrojo, los rayos X, etc., invisibles, pero reales. El infrarrojo es el responsable del calor. FUENTE DEL AUTOR

¿Explicará el modelo atómico la emisión y la absorción de calor por parte de la materia? Cuando llega radiación infrarroja a un átomo con energía adecuada, uno o más electrones saltan a un orbital más externo. Cuando esto sucede, el átomo absorbe la energía radiante. Observa la animación cuidadosamente. FUENTE DEL AUTOR

¿Explicará el modelo atómico la emisión y la absorción de calor por parte de la materia? Como puedes ver, la emisión y la absorción de la radiación infrarroja la misma que con la luz visible. Hay muchos tipos de radiación y con todas ocurre lo mismo, pues en esencia son lo mismo Cuando en un átomo uno o más electrones tienen cabida en un orbital inferior, bajan a él y el átomo emite energía. Ella puede ser radiación infrarroja. Observa la animación cuidadosamente. FUENTE DEL AUTOR

Referencias Web https://www.youtube.com/watch?v=28pbgrHc9kk https://www.youtube.com/watch?v=5pGcGeHKkWc https://www.youtube.com/watch?v=OHLMqf5laFA https://www.youtube.com/watch?v=qoir7cXBAY4 https://www.youtube.com/watch?v=NRJX36W0yRU https://www.youtube.com/watch?v=-IYqFZk2Jac http://enciclopedia.us.es/index.php/Propagaci%C3%B3n_del_calor http://www.experimentosnuevos.com/2011/07/propagacion-del-calor-por-conduccion/

Todas las imágenes bajo licencia common creatives Bibliografía Mineduc (2011). Programa de estudios, Ciencias Naturales, 8° básico.