Energía térmica
El término ' energía térmica' se usa libremente en varios contextos en física e ingeniería. Puede referirse a varios conceptos físicos bien definidos. Estos incluyen la energía interna o entalpía de un cuerpo de materia y radiación; el calor , definido como un tipo de transferencia de energía (al igual que el trabajo termodinámico ); y la energía característica de un grado de libertad , , en un sistema que se describe en términos de sus constituyentes de partículas microscópicas (donde denota temperatura y denota la constante de Boltzmann ).
En termodinámica , el calor es energía transferida hacia o desde un sistema termodinámico por mecanismos distintos al trabajo termodinámico o la transferencia de materia. [1] [2] [3] El calor se refiere a una cantidad transferida entre sistemas, no a una propiedad de ningún sistema, o 'contenida' dentro de él. [4] Por otro lado, la energía interna y la entalpía son propiedades de un solo sistema. El calor y el trabajo dependen de la forma en que se produjo la transferencia de energía, mientras que la energía interna es una propiedad del estado de un sistema y, por lo tanto, puede comprenderse sin saber cómo llegó allí la energía.
En una explicación mecánica estadística de un gas ideal , en el que las moléculas se mueven independientemente entre colisiones instantáneas, la energía interna es la suma total de las energías cinéticas de las partículas independientes del gas , y este movimiento cinético es la fuente y el efecto de la transferencia de calor a través de la frontera de un sistema. Para un gas que no tiene interacciones de partículas excepto por colisiones instantáneas, el término 'energía térmica' es efectivamente sinónimo de ' energía interna '. En muchos textos de física estadística , "energía térmica" se refiere al producto de Boltzmann., también escrito como . [5] [6] [7] [8] [9] En un material, especialmente en materia condensada, como un líquido o un sólido, en el que las partículas constituyentes, como moléculas o iones, interactúan fuertemente entre sí, las energías de tales interacciones contribuyen fuertemente a la energía interna del cuerpo, pero no son simplemente evidentes en la temperatura.
El término 'energía térmica' también se aplica a la energía transportada por un flujo de calor, [10] aunque esto también puede llamarse simplemente calor o cantidad de calor.
En una conferencia de 1847 titulada "Sobre la materia, la fuerza viva y el calor", James Prescott Joule caracterizó varios términos que están estrechamente relacionados con la energía térmica y el calor. Identificó los términos calor latente y calor sensible como formas de calor que afectan a distintos fenómenos físicos, a saber, la energía potencial y cinética de las partículas, respectivamente. [11] Describió la energía latente como la energía de interacción en una determinada configuración de partículas, es decir, una forma de energía potencial, y el calor sensible como una energía que afecta a la temperatura medida por el termómetro debido a la energía térmica, a la que llamó energía viva. fuerza.
