Análisis del calor

En la experiencia de la vida cotidiana las sensaciones de frío y calor son de lo más cotidiano; sin embargo, durante muchos siglos la naturaleza del calor fue desconocida. Para explicar su naturaleza hasta los siglos XVIII-XIX, se recurrió a suponer la existencia de un misterioso fluido llamado calórico que impregnaría toda la materia y que bajo determinadas circunstancias se comportaba de un modo u otro. Aunque podría seguir facilitando más detalles sobre esta equivocada teoría, no lo haré precisamente por eso, porque es equivocada y no servirían nada mas que para generar confusión entre los lectores, en lugar de conocer la opinión actual de la Ciencia que es lo que pretendo.

La única conclusión correcta que cabe extraer de esta y otras viejas teorías, es que nunca se debe cesar en el afán por conocer del modo mas exacto posible la realidad del Mundo o del Universo. La realidad no siempre es lo que a primera vista parece y además por muy exacto que sea nuestro conocimiento del Mundo, siempre se puede profundizar más y más. Hay infinidad de ejemplos. Un somero análisis de una finca para evaluar la cosecha, se puede hacer con muy diversos modos cada cual mas riguroso y ajustado a la realidad. No es lo mismo dar un paseo por una viña que anotar con detalle el número y volumen de los racimos de todas y cada una de las cepas.

LO QUE SABEMOS DEL CALOR

El conocimiento actual sobre el calor es debido en importante medida a Sir Benjamin Thompson, conocido también como Conde de Rumford, un científico que vivió en la segunda mitad del siglo XVIII y en los primeros años del XIX. Este hombre llevó a cabo una serie de experimentos y expuso una serie de ideas que han servido para conocer lo que es el calor tal y como se explica en los centros de enseñanza.

En un libro de texto de física elemental, (su autor es Arthur Beiser, Ph. D. profesor de la Universidad de Nueva York), se explica de un modo similar a como se explicaba en los libros de física de mis años de estudiante. Veamos. Toda materia esté en estado sólido, líquido o gaseoso, está formada por átomos y moléculas unas diminutas partículas que están siempre en movimiento. Ahora bien toda partícula en movimiento tiene una energía es decir una capacidad para hacer un trabajo. En física se considera que se hace un trabajo cuando se aplica una fuerza a una masa (un automóvil por ejemplo) de tal modo que esta masa se mueve una cierta distancia. Si un automóvil está parado no tiene capacidad alguna para mover a otro; pero si está en movimiento y choca con otro si lo puede hacer desplazarse una cierta distancia. Por este motivo cualquier partícula en movimiento tiene una cierta energía debida justamente al hecho de que se está moviendo. Esta energía se llama energía cinética (energía debida al movimiento) y su cuantía se halla multiplicando la masa del cuerpo por su velocidad elevada al cuadrado y dividendo todo ello entre dos. Ahora bien la masa o la materia tiene energía debido a muchas otras circunstancias.

Una mesa, una piedra, un trozo de carne o el agua de un vaso están formados por diminutas partículas (átomos y moléculas) que se están moviendo aunque a simple vista, no veamos en modo alguno ese movimiento. Así pues aunque una piedra esté en reposo y por ello no tenga energía cinética, sus moléculas y átomos se están moviendo y estos tienen pues una cierta cantidad de energía cinética. Es decir la piedra no tiene energía cinética, pero las diminutas e invisibles partículas que la forman si. La temperatura de un cuerpo es una medida de la energía cinética de esas partículas aludidas. Cuanto mayor sea el movimiento de sus átomos y moléculas, mayor será la temperatura de ese cuerpo.

Cuando un cuerpo caliente entra en contacto con otro más frío el movimiento de las partículas del cuerpo caliente (agua por ejemplo) se transmite a las del cuerpo mas frío. Las partículas de este me moverán mas deprisa y por tanto aumenta su temperatura. Por otra parte las del cuerpo más caliente, perderán parte de su movimiento y se enfriará por ello ese cuerpo. Es algo así como si un con junto de bolas de billar se empiezan a mover y golpean a otro conjunto similar pero que están inicialmente en reposo. El grupo de bolas que reciben el impacto se empezarán a mover y las que han impactado tenderá a disminuir su movimiento inicial. En la vida cotidiana decimos que el cuerpo caliente al entrar en contacto con el frío se enfría, porque el calor pasa del cuerpo caliente al frío. En realidad lo que ocurre es que el movimiento de las partículas (átomos, moléculas), del cuerpo caliente se atenúa y por el contrario el movimiento de las del cuerpo frío se incrementa. Cualquier fenómeno que contribuya a incrementar el movimiento de las partículas elementales de un cuerpo servirá para aumentar la temperatura de este

Evidentemente la percepción que tenemos de que un material está frío o caliente es otro tema. No es preciso explicar lo que ocurre cuando tocamos un cuerpo frío o caliente. La sensación de frío y calor es la que percibimos en nuestro cerebro o en nuestra piel si se quiere.  stá claro por otra parte que a simple vista no podemos ver las moléculas y menos aún los átomos que componen un cuerpo. Una molécula de agua por ejemplo es menor de 2 angtröms, pero es que en un milímetro caben 10 millones de angstroms, por ello a simple vista es imposible ver las moléculas y menos aun los átomos que hay en el agua. Por ello ese cambio en el movimiento de los átomos o moléculas de un cuerpo referido en este artículo, es imposible de ver a simple vista.

A partir de lo señalado se podría intentar explicar en detalle el proceso de encendido de un fuego, pero creo que con lo dicho es suficiente. Más vale escribir poco y que se entienda que no un texto extenso que sea difícil de digerir. Adjunto una imagen tomada de la Red en la que se habla de este asunto.

Madrid, 20 de enero de 2.018

Rogelio Meléndez Tercero