EQUILIBRIO TÉRMICO

Actividad 2

Diferencia entre temperatura y calor

TEMPERATURA (T)

La temperatura se define como un potencial que provoca un flujo de calor, el cual está asociado con el grado de vibración molecular y la energía cinética de átomos, moléculas y electrones. La temperatura es una medida del movimiento molecular de las partículas que conforman un sistema.

CALOR

El flujo de calor debe entenderse como la transmisión de energía en virtud de una diferencia de temperatura entre dos puntos. El calor se transmite del sistema de mayor temperatura al de temperatura menor. Otro aspecto de esta definición de calor es que un cuerpo nunca contiene calor; por tanto, el calor es un fenómeno de transporte de energía.
Formas de transferencia de calor

Consideremos como un sistema un bloque caliente de cobre y el agua fría de una cubeta como otro sistema, ninguno de los dos sistemas contiene calor inicialmente (pero sí energía). Cuando el bloque de cobre se coloca en el agua y los dos están en contacto, el calor se transmite del cobre al agua, hasta que se establece el equilibrio térmico. Esta transmisión de energía se puede realizar de tres formas: conducción, convección y radiación.

¿Qué es el equilibrio termodinámico?

Para poder medir o definir la temperatura, se debe considerar la siguiente observación: Si los sistemas B y C están separadamente en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces, ellos entran en equilibrio térmico. Ésta observación fue formulada por Maxwell y posteriormente exaltada como la ley cero de la termodinámica por Fowler. Como ley permite definir una propiedad termodinámica denominada temperatura, ya que se podrá decir que dos sistemas estarán en equilibrio termodinámico cuando ambos poseen la misma temperatura, o que está en equilibrio termodinámico cuando no se observa ningún cambio en sus propiedades termodinámicas a lo largo del tiempo.

Ejemplo de equilibrio térmico

Es común observar que una taza de café caliente que se deja sobre la mesa se enfría a la larga y que una bebida fría después de cierto tiempo adquiere cierta tibieza. Cuando un cuerpo entra en contacto con otro cuerpo que tiene diferente temperatura, el calor del cuerpo a temperatura más alta se transfiere al de temperatura inferior hasta que ambos alcanzan la misma temperatura. En este punto, la transferencia de calor se detiene y se dice que ambos cuerpos han alcanzado el equilibrio térmico. La igualdad de temperatura es el único requerimiento para el equilibrio térmico.

La ley cero de la termodinámica

La ley cero de la termodinámica establece que si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, están equilibrio térmico entre sí.
Parece absurdo que un hecho tan obvio se una de las leyes básicas de la termodinámica. No obstante, ésta no puede incluirse a partir de otras leyes de la termodinámica y sirve como base para la validez en la medición de la temperatura. Al sustituir el tercer cuerpo por un termómetro, la ley cero se re enuncia de la manera siguiente: dos cuerpos están en equilibrio térmico si indica la misma lectura de la temperatura, incluso si no se encuentran en contacto.