Física CONCEPTUAL
Tercera parte. Calor
Capítulo 15 Temperatura, calor
y expansión
Respuestas
a los
ejercicios
1. Las cosas inertes, c o m o m e s a s , sillas, m u e b l e s , etc.,
t i e n e n la m i s m a t e m p e r a t u r a q u e la del aire q u e las
r o d e a ( s u p o n i e n d o q u e estén e n equilibro t é r m i c o
con e s e aire; es decir, q u e n o h a y a r a c h a s r e p e n t i n a s
de aire c o n distinta t e m p e r a t u r a o c o s a s p o r el estilo). Sin e m b a r g o , las p e r s o n a s y otros m a m í f e r o s gen e r a n su propio calor, y la t e m p e r a t u r a d e su organ i s m o es n o r m a l m e n t e m a y o r q u e la t e m p e r a t u r a
del aire.
3. Las m o l é c u l a s d e los gases se m u e v e n e n todas direcciones y c o n rapidez aleatoria. C o n t i n u a m e n t e
c h o c a n entre sí, y a veces c e d e n energía cinética a
sus vecinas, y a veces reciben energía cinética d e
ellas. En esta interacción c o n t i n u a , sería estadísticam e n t e imposible q u e u n a gran c a n t i d a d de m o l é c u las tuviera la m i s m a rapidez. La t e m p e r a t u r a t i e n e
relación c o n rapidez p r o m e d i o .
5. El café caliente tiene m a y o r t e m p e r a t u r a , p e r o n o
u n a gran energía interna. A u n q u e el t é m p a n o tiene
m e n o r energía i n t e r n a p o r u n i d a d de m a s a , su m a sa, q u e es i n m e n s a m e n t e mayor, le d a u n a energía
total m a y o r q u e la q u e h a y e n la p e q u e ñ a taza de
café. Si el v o l u m e n d e hielo fuera menor, la m e n o r
cantidad de m o l é c u l a s m á s energéticas q u e h a y e n
la taza caliente de café p u e d e t e n e r u n a m a y o r cantidad de energía interna; p e r o n o se c o m p a r a c o n la
de u n iceberg.
7. La radiación directa del Sol p u e d e calentar el t e r m ó m e t r o a m a y o r t e m p e r a t u r a q u e la del aire q u e lo
rodea, si el t e r m ó m e t r o a b s o r b e la radiación mejor
q u e el aire. El t e r m ó m e t r o n o está "mal". Está indic a n d o su propia t e m p e r a t u r a . Es lo q u e h a c e cualquier t e r m ó m e t r o .
racterística c a p a c i d a d t é r m i c a específica. La t e m p e ratura indica la energía cinética p r o m e d i o del movimiento aleatorio, y n i n g u n a otra clase m á s de energía.
15. El a g u a tiene u n a c a p a c i d a d calorífica específica
grande, lo q u e equivale a decir q u e n o r m a l m e n t e
tarda m á s t i e m p o e n c a l e n t a r s e o e n enfriarse. El
a g u a e n la s a n d í a resiste c a m b i o s d e t e m p e r a t u r a ,
p o r lo q u e u n a vez fría d u r a r á fría m á s q u e los e m p a r e d a d o s u otras s u s t a n c i a s n o a c u o s a s , bajo las
m i s m a s c o n d i c i o n e s . ¡Date p o r satisfecho p o r q u e el
a g u a t e n g a u n a c a p a c i d a d calorífica específica alta,
la siguiente vez q u e disfrutes u n a s a n d í a fresca e n
u n día caluroso!
17. El clima d e Islandia, c o m o el d e B e r m u d a e n el ejercicio anterior, está m o d e r a d o p o r el a g u a q u e la
rodea.
19. C u a n d o se enfría el m a r frente a la costa d e San
Francisco d u r a n t e el invierno, el calor q u e pierde
calienta la a t m ó s f e r a e n c o n t a c t o c o n el agua. Este
aire caliente sopla s o b r e la costa de California y prod u c e u n clima r e l a t i v a m e n t e t e m p l a d o . Si los vientos fueran del Este, e n lugar del Oeste, el clima d e
San Franci 66