2025년 7월 16일 수요일 아카이브

• Calor y temperatura — Del termómetro de Galileo a la radiación de Hawking

  작성자: roberto.c.alfredo 방: physics 2025. 7. 16. 오전 3:22에

  1. ¿Calor o temperatura? 🌡️🍵

  Tu taza de café “tiene” temperatura (estado) pero “pierde” calor (energía) hacia el aire.

  Definiciones rápidas

  • Calor \(Q\) [J]: energía que se transfiere cuando hay diferencia de temperatura.
  • Temperatura \(T\) [K]: parámetro que indica el sentido del flujo de \(Q\).

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  2. Ley cero: el termómetro se vuelve juez ⚖️

  Si \(A\) está en equilibrio térmico con \(B\) y \(B\) con \(C\) \(\Rightarrow\) \(A\) con \(C\).
  Garantiza que podemos asignar un mismo número \(T\) a todos los cuerpos en equilibrio y, por tanto, construir escalas reproducibles.

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  3. De Fahrenheit a Kelvin 📏

  Escala	Fusión agua	Ebullición	Cero absoluto
  Fahrenheit	\(32\;^\circ\!F\)	\(212\;^\circ\!F\)	\(-459{,}67\;^\circ\!F\)
  Celsius	\(0\;^\circ\!C\)	\(100\;^\circ\!C\)	\(-273{,}15\;^\circ\!C\)
  Kelvin	\(273{,}15\;K\)	\(373{,}15\;K\)	\(0\;K\)

  Dato cultural: Galileo usó vino tintado como “fluido sensible” en el primer termoscopio (s. XVII). 🍇

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  4. Capacidad calorífica y calor específico 🔥

  Para un cuerpo de masa \(m\):

  \[ Q = m\,c\,\Delta T \]

  Ejemplos

  • Agua: \(c = 4{,}18\;\text{kJ kg}^{-1}\text{K}^{-1}\) → gran refrigerante.
  • Aluminio: \(c \approx 0{,}90\;\text{kJ kg}^{-1}\text{K}^{-1}\) → se calienta / enfría rápido.

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  5. Equipartición y el gas ideal ⚛️

  Para un gas monoatómico ideal:

  \[ \langle E_k \rangle = \tfrac{3}{2}k_B T, \qquad U = \tfrac{3}{2}N k_B T . \]

  La temperatura mide la energía cinética media por grado de libertad.

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  6. Radiación térmica y Stefan–Boltzmann ☀️

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