Física de primaria y secundaria · Grades 1–9
2Caliente y frío
La sopa humea, el helado da dolor de dientes y el asiento del coche en verano abrasa las piernas. Lo caliente y lo frío están por todas partes. En este capítulo aprendemos a compararlos, a ver qué calienta las cosas — y a mirar qué le pasa a un cubito de hielo cuando gana el calor.
2.1 Más caliente y más frío
Definición 2.1 (Caliente y frío)
Caliente y frío son palabras que comparan, como grande y pequeño. La sopa está caliente comparada con tu mano; el hielo está frío comparado con tu mano. Entre las dos hay toda una escalera de palabras: helado, frío, fresco, templado, tibio, caliente, ardiendo.
Ejemplo 2.2 (Ordenar tres bebidas)
En la mesa: un chocolate caliente, un vaso de agua del grifo y un vaso de zumo de naranja recién sacado del frigorífico. Del más frío al más caliente: el zumo, después el agua del grifo, después el chocolate. El agua del grifo está fría al lado del chocolate y templada al lado del zumo — las palabras que comparan trabajan siempre por parejas.
Observación 2.3 (Al tacto se le puede engañar)
Acuérdate de los tres cuencos del capítulo anterior: la misma agua templada le parecía caliente a una mano y fresca a la otra. Y toca una cuchara de metal y otra de madera que hayan pasado la noche en la misma cocina: la de metal se nota más fría, aunque en la cocina nada esté más frío que lo demás. El tacto es un guardián muy útil, pero no es un juez justo — muy pronto necesitaremos un instrumento al que no se pueda engañar: el termómetro, que llega en un capítulo posterior.
Método 2.4 (Comparar el calor y el frío con justicia)
Para decidir cuál de dos cuencos de agua está más caliente:
- usa la misma mano para los dos — dos manos pueden no estar de acuerdo;
- toca uno y enseguida el otro — si esperas, las cosas cambian;
- para estar aún más seguro, pide a un amigo que lo pruebe también, sin decirle antes tu respuesta.
Si tu amigo y tú coincidís, la observación es firme.
2.2 Qué calienta las cosas
Ejemplo 2.5 (Cosas que calientan)
Algunas cosas calientan lo que tienen cerca: el Sol calienta el banco del parque, la llama calienta la sartén, el radiador calienta la habitación y tu propio cuerpo calienta la manta. Incluso frotar calienta: junta las palmas de las manos y frótalas deprisa mientras cuentas hasta — nota cómo se calientan.
Ejemplo 2.6 (Pruébalo: sol y sombra)
Un día soleado, pon una mano en una pared donde dé el sol y la otra en la misma pared, a la sombra. Misma pared, mismo día — pero el lado del sol está claramente más caliente. El Sol es el gran calentador de todo lo que hay al aire libre; pronto tendrá un capítulo entero para él.
Observación 2.7 (Los abrigos no fabrican calor)
Un abrigo no te calienta como lo hace un radiador. Es tu cuerpo el que fabrica el calor; el abrigo solo impide que ese calor se escape, como la tapa de la olla. Por eso un abrigo solo, tirado en una silla, sigue frío por dentro — no hay nada dentro que fabrique calor que guardar.
2.3 Cuando gana el calor: el hielo se derrite
Ejemplo 2.8 (La vida de un cubito de hielo)
Pon un cubito de hielo en un plato, en la cocina. Está duro y frío. El aire templado de la habitación lo calienta poco a poco: el cubito se hace cada vez más pequeño, a su alrededor crece un charquito y, al cabo de un rato, solo queda agua. El calor de la habitación convirtió el hielo duro en agua líquida — decimos que el hielo se ha derretido.
Ejemplo 2.9 (El frío también puede ganar)
El congelador hace el trabajo contrario: mete dentro un vasito de agua por la tarde y por la mañana lo encontrarás duro como una piedra — hielo. El calor derrite el hielo y lo convierte en agua; el frío fuerte convierte el agua otra vez en hielo. El agua seguirá cambiando de un lado a otro así a lo largo de todo el libro.
2.4 Ejercicios
Ejercicio 2.1 ★
Ordena del más frío al más caliente: el agua del baño; un cubito de hielo; la sopa recién salida de la olla; el aire de tu habitación.
Solución
Solución de Ejercicio 2.1.
El cubito de hielo, después el aire de la habitación, después el agua del baño, después la sopa recién salida de la olla.
Ejercicio 2.2 ★
Encuentra la palabra que compara: el agua del grifo está … comparada con el chocolate caliente, pero … comparada con el zumo de naranja del frigorífico.
Solución
Solución de Ejercicio 2.2.
El agua del grifo está fría (o más fría) comparada con el chocolate caliente, pero templada (o más caliente) comparada con el zumo.
Ejercicio 2.3 ★
Nombra cuatro cosas que calienten lo que tienen cerca. ¿Cuál de ellas calienta el parque entero?
Solución
Solución de Ejercicio 2.3.
Por ejemplo: el Sol, una llama, un radiador, tu propio cuerpo (o las manos al frotarse). El Sol calienta el parque entero.
Ejercicio 2.4 ★
Frota deprisa las palmas de las manos mientras cuentas hasta y tócate después la mejilla. ¿Qué notas? ¿Qué ha hecho el frotamiento?
Solución
Solución de Ejercicio 2.4.
Las palmas se notan calientes en la mejilla: el frotamiento las ha calentado.
Ejercicio 2.5 ★
Dos cubitos de hielo salen juntos del congelador. Uno va a un plato al sol y el otro a un plato a la sombra. ¿Cuál se derrite antes y por qué?
Solución
Solución de Ejercicio 2.5.
Se derrite antes el cubito que está al sol: el Sol lo calienta, y es el calor lo que derrite el hielo. El de la sombra recibe menos calor y dura más.
Ejercicio 2.6 ★
¿Qué hay en el charco que queda en el plato después de que se derrita un cubito de hielo? ¿Adónde se fue el hielo duro?
Solución
Solución de Ejercicio 2.6.
En el charco hay agua — la misma agua que era el cubito de hielo. El hielo duro no desapareció; el calor de la habitación lo derritió y lo convirtió en agua líquida.
Ejercicio 2.7 ★
Un tobogán de metal y un banco de madera han estado a la sombra toda la mañana. Tomás toca los dos y dice que el tobogán está más frío. Usa la Observación 2.3 para explicar qué pasa en realidad.
Solución
Solución de Ejercicio 2.7.
Después de toda una mañana a la misma sombra, el tobogán y el banco están igual de fríos. El metal solo se nota más frío al tacto — el tacto no es un juez justo, como enseñaron las cucharas de metal y de madera.
Ejercicio 2.8 ★
Con el Método 2.4, explica cómo averiguar cuál de dos cuencos de agua está más caliente. ¿Por qué hay que usar la misma mano para los dos?
Solución
Solución de Ejercicio 2.8.
Se toca un cuenco y enseguida el otro con la misma mano, y se pide a un amigo que lo compruebe sin haber oído tu respuesta. Hace falta la misma mano porque la trampa de los tres cuencos enseñó que dos manos pueden no estar de acuerdo sobre esa misma agua.
Ejercicio 2.9 ★★
Lea hace un muñeco de nieve y, como le da pena, lo envuelve en su abrigo calentito. Su hermano dice que el abrigo lo derretirá más deprisa. Lea dice que el abrigo lo mantendrá frío más tiempo. ¿Quién tiene razón y por qué? (Piensa en la Observación 2.7: ¿qué hace de verdad un abrigo?)
Solución
Solución de Ejercicio 2.9.
Lea tiene razón. Un abrigo no fabrica calor: solo impide que el calor lo atraviese. El muñeco de nieve no tiene calor que guardar dentro — lo que hace el abrigo es dejar fuera el aire templado del día, de modo que el muñeco envuelto se derrite más despacio y dura más.