1r ciclo ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

[kuvala]

Hola Buenas :

Siempre me han dicho que las partículas, aún en estado sólido, siguen vibrando. Cuando pasamos de estado sólido a estado líquido esto es porque se rompen los enlaces que las mantenía unidas para formar el estado sólido y las partículas empiezan a moverse con cierta velocidad en el seno del líquido. Para pasar de estado sólido a líquido hay que aportar energía en forma de calor (¿se podría aportar también en forma de trabajo esa energía?) y esto hace que los átomos vibren cada vez más y se rompa el enlace.

Entonces, mi pregunta es ¿por qué reaccionan los átomos de esa manera al aumento de temperatura? Por ejemplo, yo veo más lógico que las partículas rompan el enlace debido a un bombardeo de partículas externas que lleven cierta velocidad y debido a ese bombardeo, las partículas "ya libres" empiecen a adquirir velocidad, algo así como "transferencia de cantidad de movimiento".

Muchas gracias.

Un Saludo

[Al2000]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

Estás haciendo la pregunta al revés (o estás viendo el asunto al revés). No es la temperatura la que hace que una partícula se mueva mas rápido, sino que una partícula que se mueve mas rápido tiene mas temperatura. La temperatura de un cuerpo es una medida de la energía media de sus moléculas. Entregas calor al cuerpo, entonces sus moléculas tienen mas energía... macroscópicamente decimos que el cuerpo está mas caliente.

Saludos,

Al

[kuvala]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

Sí, llevas razón. Lo que yo quería decir es ¿por qué se mueven más rápido las partículas cuando se les aporta calor, a presión constante? Sé que aportar calor sería similar a decir que se les aporta energía y por tanto, "las partículas se mueven por tener más energía", pero... ¿por qué se mueven al aumentar su energía?

Por ejemplo, si yo golpeo una pelota, la reacción que yo me espero es que "la pelota se mueva a causa de mi golpe". Entonces, podré decir "la pelota ha aumentado su energía". Sin embargo, yo no me veo calentado una pelota y que esta salga corriendo xD (es evidente que si se calienta lo suficiente, la pelota al final se derretirá)

[carroza]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

Hola.

Es una buena pregunta, y espero que responderla te aclare conceptos sobre calor y energía.

A nivel microscópico, es decir, si te fijas en una partícula, no puedes hablar de "calor". A una partícula le das energía, que puede ser cinética (si la mueves), o potencial (si la separas de otra a la que esté pegada).

A nivel macroscópico, cuando te fijas en un número muy grande de partículas, puedes dar calor. Esto consiste en dar una energía desordenada, en la cual a unas partículas les das energía cinética, a otras energia potencial, a otras una combinación de ambas.

En el ejemplo de la pelota, si le das energía cinética ordenada (es decir, a todas sus moléculas la misma cantidad de movimiento), la pelota empieza a moverse. Lo mismo puedes hacer si le das un golpe en una parte (energia potencial). No obstante, si le das calor, quiere decir que das energia desordenada, con lo que cada molecula se mueve para su lado, y no hay un movimiento global de la pelota.

[Al2000]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

Pero es que ¿cómo calientas un cuerpo? Le transfieres energía por uno de dos mecanismos: poniéndolo en contacto con otro cuerpo mas caliente (transferencia de calor por contacto o por convección) o lo irradias con radiación electromagnética en alguna frecuencia que el cuerpo pueda absorber (transferencia de calor por radiación). O sea, siempre hay un "bate" que golpea a una "pelota", aunque el bate sean los productos de combustión del gas de una estufa que entran en coctacto con el metal de una olla, o sean los fotones que emite un tubo y que interactúan con la carne del pollo en el horno de microondas.

Saludos,

Al

[kuvala]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

A nivel microscópico, es decir, si te fijas en una partícula, no puedes hablar de "calor". A una partícula le das energía, que puede ser cinética (si la mueves), o potencial (si la separas de otra a la que esté pegada).

A nivel macroscópico, cuando te fijas en un número muy grande de partículas, puedes dar calor. Esto consiste en dar una energía desordenada, en la cual a unas partículas les das energía cinética, a otras energia potencial, a otras una combinación de ambas.

En el ejemplo de la pelota, si le das energía cinética ordenada (es decir, a todas sus moléculas la misma cantidad de movimiento), la pelota empieza a moverse. Lo mismo puedes hacer si le das un golpe en una parte (energia potencial). No obstante, si le das calor, quiere decir que das energia desordenada, con lo que cada molecula se mueve para su lado, y no hay un movimiento global de la pelota.

Perfecto. Muchas gracias a los dos por contestar. Me ha quedado bastante claro. Aprovechando lo que ha dicho Carroza y Al2000, voy a terminar de completar mis dudas jeje.

Entonces, lo que llamamos a nivel macroscópico "que hemos dado calor" se podría decir que es equivalente a que a nivel microscópico "le hemos dado energía cinética o potencial" a las partículas. Esto supongo que sería, por ejemplo, en el caso en el que queremos calentar agua en un recipiente colocado encima de una fuente de calor por combustión, al reaccionar el gas con el oxígeno, este desprenderá ${CO}_{2 }$ y vapor de agua, partículas que por causa de la reacción irán a cierta velocidad e impactarán sobre la base del recipiente, haciendo que este vaya transmitiendo de átomo a átomo la energía cinética hasta llegar a las partículas de agua, que serán las destinatarias de esta energía cinética.

¿Es así? Si es así, en el caso de la transferencia de calor por radiación térmica (es decir, por ondas) no sabría muy bien en qué consistiría

Muchas gracias.

Un Saludo

[carroza]

Re: ¿Por qué se mueven más rápido las partículas al aumento de temperatura?

Para la radiacion térmica, se emite luz (fotones) en el infrarrojo, que se absorben por las moléculas del agua, haciendolas rotar, vibrar y moverse más rápido.

Es importante que tengas en cuenta que el calor no consiste en transmitir solo energia cinética, sino energía de cualquier tipo que pueda tener el sistema (potencial, de vibración, de rotación, de radiación electromagnética, etc). El calor no prefiere una energía a otra, sino que todas las posibles energía están presentes, según una función de distribución que da lugar a la función de partición.