1. LEY DE JOULE

¿Por qué el secador de pelo expulsa aire caliente? ¿Qué está ocurriendo ahí dentro? Cambiemos de ejemplo. Pensemos en una plancha. Está enchufada a la red, sometida a un campo eléctrico. ¿Qué ocurre para que el acero emita calor y así quitemos las arrugas a la ropa diariamente? ¿Y las crujientes tostadas mañaneras? ¿Qué ocurre para que esos filamentos conductores de corriente eléctrica emitan calor, y así el pan pierda humedad y le dé esa característica textura de tostada?

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Una pregunta similar se planteó el físico inglés Joule allá por 1840, cuando observó que su motor eléctrico se calentaba. Él estaba convencido de que la potencia se transformaba en calor debido al paso de la corriente eléctrica.

Mediante una serie de experimentos que lleva a cabo, Joule confirma sus sospechas. Cuando se establece un campo eléctrico en un conductor, los electrones incrementan su energía cinética y chocan entre sí. El conductor tiene una resistencia al flujo de electrones. Así, la energía cinética se convierte en térmica, es decir calor. Con esto, enuncia la ley que lleva su nombre, la ley de Joule.

El calor es proporcional a la potencia que disipa el conductor y al tiempo, durante el cual se aplica el campo eléctrico:

 Q=P·t

Recordando la ley de Ohm, V=I·R y P=I·V

Q= I2·R·t proporcionaría el resultado en J (Joules/Julios)

Q=0,24· I2·R·t proporcionaría el resultado en cal (calorías)

Ten en cuenta las unidades para que las cuentas nos salgan perfectas:

I – intensidad de corriente eléctrica (A), R – resistencia (Ω), t – tiempo (s), P – potencia (W), V – voltaje o campo eléctrico (V), Q – Calor (J)

Por último, para convertir de J a cal o viceversa, tengamos en cuenta lo siguiente:

1J=0,24cal

1cal=4,18J

 

  1. ACTIVIDADES

Actividad de práctica 1: Por una plancha eléctrica de 30Ω de resistencia, circula una corriente de 4A al estar conectado a una diferencia de potencial de 120V. ¿Qué cantidad de calor, en J y en cal, produce en 5 minutos?

Actividad de práctica 2: ¿Qué cantidad de calor, en J y en cal, desprenderá una bombilla de 800Ω por la que circula una intensidad de corriente de 0,27A durante 3 minutos?

 

  1. OBJETIVOS
  • Comprender la conversión de energía eléctrica en calor.
  • Entender el principio de funcionamiento de algunos aparatos eléctricos de la vida diaria.
  • Valorar la importancia que tiene la energía eléctrica.
  1. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
  • Es capaz de identificar conceptos y diferenciar parámetros de corriente eléctrica y calor.
  • Hace un uso correcto de las unidades de medida.

 

  1. BIBLIOGRAFÍA

Tipler, P. y Mosca, G. (2008) Corriente eléctrica y circuitos de corriente continua. En Reverté (6ª Ed.)Física para ciencia y la tecnología. Volumen 2. Electricidad y magnetismo/luz (pp.844-850)

Wikipedia. The free encyclopedia (s.f). Joule Effect. Recuperado el 23 de abril de 2017 de https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_effect

Ainhoa Cordobés

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