Calor

Termómetro

El calor es la energía asociada al movimiento de los átomos y moléculas que componen un material. Aunque no se puede medir directamente el calor contenido en un material, éste está asociado a su temperatura.

El movimiento moleular que llamamos calor, tiende a traspasarse desde las partículas más agitadas (y calientes) hacia las partículas más quietas (y frías), por lo que la temperatura se tiende a homogenizar.

Hay materiales, como los metales, que facilitan la transferencia de calor. Asimismo, fluidos en movimento también faciltan dicha transferencia, debido al mismo transporte y mezcla de la materia.

En cambio, el aire quieto y los materiales porosos que lo contienen tienden a dificultar la transmisión del calor. Estos materiales son conocidos como aislantes.

Por otra parte, el calor es considerado como una forma de energía de mala calidad, ya que suele ser el resultado de un proceso de degradación irreversible de otras formas de energía, como la electricidad y el trabajo mecánico.

A modo de ejemplo,si encendemos un electrodoméstico cualquiera, la energía eléctrica consumida se transformará tarde o temprano en calor. Sin embargo, si calentamos ese electrodoméstico, no lograremos transformar ese calor en electricidad.

¿Se puede revertir la degradación de la energía, por ejemplo, con una máquina de vapor?

En realidad no. Cuando el calor se encuentra concentrado en un material a alta temperatura, tiene mejor calidad que el calor diluido a baja temperatura.

Una máquina de vapor, al igual que cualquier motor de combustión, obtiene calor a alta temperatura de un proceso de combustión, convierte una fracción de éste en trabajo mecánico y libera el resto de la energía al ambiente en forma de vapor de agua (o gases de escape en los motores de combustión interna) a baja temperatura.

Si hacemos el balance de este proceso, nos daremos cuenta de que la ganancia de calidad de la energía al obtener trabajo mecánico no compensa la pérdida de calidad que se produjo al transferir calor desde una zona a alta temperatura hacia una zona a baja temperatura.

¿Qué son la entropía y la energía libre?

La entropía es la parte de la energía que no se puede convertir en trabajo mecánico; es energía degradada. La energía libre, en cambio, es la fracción que sí se puede transformar.

En la naturaleza, cada vez que la energía sufre una transformación, la entropía sólo puede aumentar o mantenerse, y la energía libre sólo puede mantenerse o disminuir.

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