¿Qué sucede cuando tocamos un objeto caliente (a nivel atómico)?

Answer 1

Para su sorpresa, nada como el calor existe cuando se trata de un nivel microscópico. Oh! Eso no significa que toda tu vida fue una mentira.

Dejame explicar. Cuando hablo de terminologías como calor, es una propiedad asociada con el sistema global. Cuando digo que un objeto está caliente, literalmente quiero decir que su energía cinética promedio es mayor en comparación con la energía cinética promedio de los caramelos helados. ¡PRECAUCIÓN! En termodinámica, hablamos de energía cinética promedio porque los átomos individuales poseen velocidades diferentes. Por lo tanto, el calor es la transferencia de energía debido a la diferencia de temperatura o más precisamente debido a las diferencias de energía que permiten a las moléculas de un sistema atacar a aquellas con menor energía con mayor impacto, por lo que emiten su energía. Entonces, ¿a dónde va esta energía? Se transmite al sistema con menor energía cinética, para igualar las energías promedio de ambos sistemas.

Esto es exactamente lo que sucede cuando tocas un cuerpo caliente. La tremenda cantidad de energía que contiene en ningún momento transfiere a su cuerpo a bajas temperaturas, lo que a veces provoca moretones mortales.

Tratemos de entender qué sucede a nivel atómico, exactamente …

El examen de un cuerpo mantenido en llamas reveló que los electrones cuando adquieren energía saltan al estado de energía permitido y emiten radiaciones de ciertas frecuencias en el espectro electromagnético tal como lo indica Plank.

Entonces ahora sabe qué sucede cuando suministramos energía a un átomo. Pero hay algo más fascinante.

No hay nada como un electrón caliente y, además, ¡ni siquiera podemos tocar un electrón!

¿Cómo? Veamos. ..

Es todo lo que se debe a la tendencia electrónica a rechazarse para mantener la estabilidad, una ley general de la naturaleza.

“Verás que la repulsión puramente electrostática entre los electrones no es la única razón por la que te paras sobre tu silla. En el caso normal, es tan fuerte como el Principio de Exclusión de Pauli cuando se trata de separar las cosas. En realidad, es una combinación de estos dos efectos que dominan el comportamiento real. Con eso, estoy hablando de la increíble idea de que los electrones saben dónde está cada otro electrón, y tratan de evitarse entre sí lo más posible, lo que resulta en una disminución exponencial de la fuerza entre los electrones, incluso sin la repulsión electromagnética en juego. ”

Si tienes curiosidad por saber más, consulta:

¿Por qué la física dice que nunca puedes tocar nada?

Imagen cortesía: imágenes de Google.

Answer 2

Cuando tocas un objeto caliente, el objeto pierde energía y tú ganas energía. Esto sucede hasta que alcanzas el equilibrio térmico.

A nivel atómico, la velocidad molecular del objeto disminuye. Y los electrones descienden al estado fundamental.

En caso de que la persona lo toque, la energía cinética promedio de las moléculas aumenta y los electrones saltan al estado de energía más alta.

Pero finalmente, después de alcanzar el equilibrio térmico, la energía cinética media de las moléculas del objeto será igual a la energía cinética promedio de las moléculas de la persona que la toca.

Answer 3

Cuando tocas un objeto que está más caliente que la temperatura de tu cuerpo, el calor fluye hacia tu cuerpo, el cual es recogido por las neuronas y sientes la sensación de calor y posiblemente te quemas.

¿Cuándo se dice que un cuerpo está caliente? Cuando tiene una temperatura más alta en relación a algún otro cuerpo. Ahora que es la temperatura? La temperatura puede considerarse como una propiedad macroscópica, que es representativa de cuánta energía térmica posee el cuerpo en forma de vibraciones térmicas.

Le sugiero que lea esta respuesta primero para comprender un poco más sobre el calor y el flujo de energía: la respuesta de Karthik Naicker a ¿Qué es el calor?

Cuando su mano entra en contacto con el cuerpo caliente, debido a la diferencia de temperatura, el calor fluye desde el cuerpo hacia su mano. En el punto de contacto, en un lado tienes los átomos / moléculas del cuerpo caliente, y en el otro lado tienes los átomos / moléculas de tu mano. Ahora, debido a que hay un contacto directo entre el cuerpo caliente y su mano, la transferencia de calor ocurre por conducción (y también en parte por la transferencia de fotones, es decir, radiación). El cuerpo más caliente en promedio tiene partículas de energía cinética más altas, en comparación con el cuerpo más frío. Debido a esta diferencia, hay transferencia de energía cuando las partículas de energía más alta chocan contra las partículas más frías en la interfaz, lo que causa la transferencia de calor. Con el tiempo, la energía se disipa finalmente del cuerpo más caliente al más frío, y esto dura hasta que ambos alcanzan la misma temperatura, es decir, no hay más fuerza impulsora que hace que fluya el calor (suponiendo que no haya retirado su mano mucho antes) .

La transferencia real de energía se produce por –

1. Transferencia de electrones libres (en caso de metales).
2. Transferencia de energía cinética y potencial de partículas de mayor energía a partículas de menor energía.

Answer 4

En el nivel atómico, el objeto caliente significa literalmente partículas con alta energía cinética. Así que incluso si eres capaz de tocarlos (¡si te vuelves microscópico!), Ganarás parte de sus energías. La partícula en cuestión se moverá hacia abajo a su estado fundamental. Pero el calor no es un fenómeno discreto, se refiere al volumen.