¿Qué formas adopta la energía?
La energía no desaparece ni se crea. Solo pasa de una forma a otra. En química, la forma más importante es la energía química, que se almacena en los enlaces químicos de las sustancias.
| Forma | Ejemplo |
|---|---|
| Química | Almacenada en combustibles, alimentos y baterías |
| Térmica | Se libera al arder la madera y calienta una casa |
| Lumínica | Al arder el magnesio se emite luz blanca |
| Eléctrica | La energía química de una batería se convierte en una corriente que enciende una bombilla |
| Mecánica | La gasolina arde en un motor y el automóvil se mueve |
Este simulador se centra en la energía térmica: muestra cómo pasa el calor de un objeto a otro.
¿Cómo se transfiere el calor?
Entre dos objetos en contacto, el calor siempre pasa del objeto caliente al frío. En cuanto sus temperaturas se igualan, el calor deja de pasar.
Cada sustancia se calienta de forma distinta. El calor necesario para elevar 1 °C la temperatura de 1 g de una sustancia se llama capacidad calorífica específica o calor específico (c). Para el agua es 4.2 J/(g·°C) y para el hierro, 0.45 J/(g·°C). Por eso, con la misma masa, el agua necesita unas 9 veces más calor que el hierro. La cantidad de calor se calcula con la fórmula Q = m · c · Δt: calentar 100 g de agua 10 °C requiere 4200 J.
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Este simulador forma parte del acceso completo. La descarga de la app es gratuita, y 2 unidades y 5 simuladores están abiertos sin cuenta.
¿Cómo se usa el simulador?
Al abrir el simulador, el bloque izquierdo es de hierro a 20° y el derecho es de agua a 80°. Cada bloque tiene un termómetro al lado y marcadores cuadrados en su interior. Cuanto más caliente está un bloque, más cuadrados muestra.
- En la fila Bloque A, elige el material del bloque izquierdo: Hierro, Ladrillo o Agua. El bloque derecho siempre es de agua.
- En la fila Quemador, usa el botón A o B para elegir bajo qué bloque va el quemador.
- Arrastra el control inferior hacia Calentar para calentar el bloque o hacia Enfriar para enfriarlo. Con el control en el centro, el quemador está apagado.
- Toca el botón ✂ Separar y los dos bloques se tocan. El botón pasa a decir 🔗 Juntos. Si las temperaturas son distintas, aparece una flecha del bloque caliente al frío.
- El botón de actualizar de la esquina superior devuelve todo al inicio.
Retos para probar en el simulador
Toca el botón de actualizar antes de cada prueba nueva.
- Pon en contacto el hierro y el agua y espera a que sus temperaturas se igualen. Respuesta: 68°. El hierro se calienta 48° y el agua se enfría 12°.
- Elige Ladrillo en la fila Bloque A y repite. Respuesta: 60°.
- Elige Agua en la fila Bloque A y repite. Respuesta: 50°, justo a mitad de camino entre las dos temperaturas.
- Calcula tú mismo la temperatura final. El simulador usa capacidades caloríficas relativas: hierro 1, ladrillo 2, agua 4. Para el hierro: (1 · 20 + 4 · 80) ÷ (1 + 4) = 68°.
- Arrastra el control hasta el final hacia Calentar y mide cuánto tarda el bloque izquierdo en calentarse de 20° a 60° con hierro y con agua. Respuesta: El agua tarda 4 veces más.
El simulador y la vida real
El simulador es un modelo simplificado. El bloque de agua no se congela a 0 °C ni hierve a 100 °C. El número de marcadores cuadrados depende solo de la temperatura, pero el calor de un objeto real depende también de su masa y de su capacidad calorífica. La relación real entre las capacidades caloríficas del hierro y del agua es de aproximadamente 9, no 4.
El agua tiene una capacidad calorífica alta, por eso las tuberías de calefacción llevan agua: transporta mucho calor y se enfría lentamente.
