Lesson 1.4Molecules and Temperature

Thermal EnergyLesson Guides

Lesson 1.4

© The Regents of the University of California

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Warm -Up

Thermal Energy—Lesson 1.4—Activity 1

Revisiting “Absolute Zero”

Read the following quote from the article “Absolute Zero” and answer the questions below. If necessary, refer to the article.

“ This is because temperature is determined by average molecular movement, and there is a limit to how slowly something can move. After all, if something slows down completely, it just stops moving.”

Is there a limit to how cold things can get? (check one)

 Yes, there is.    No, there is not.

Explain your answer using evidence from the article.

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Redefining Temperature

What does the article “Absolute Zero” tell us about what temperature really means? After the class discussion, if your ideas have changed, revise your answer to the Warm-Up below.

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© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.

Absolute Zero A1

Absolute ZeroYou’ve probably felt cold temperatures at some time in your life. Maybe you live somewhere with cold, snowy winters...or maybe you’ve just opened the freezer to grab a popsicle on a warm day! The temperature inside a normal kitchen freezer is around –18 degrees Celsius (0°F), but there are temperatures that get much colder than that. The coldest outdoor temperature ever recorded on Earth is –94.7°C (–135.8 °F). In space, things get even colder: scientists have measured temperatures as low as –270°C (–454°F) there.

We know that the temperature outside can feel warm or cold to us, but what is temperature actually telling us? Temperature is related to the average speed of the molecules of an object or material. Molecules are constantly moving around. When an object’s molecules move at faster speeds, the object has a higher temperature. When an object’s molecules move at slower speeds, the object has a lower temperature.

Is there a limit to how cold things can get? Yes! This is because temperature is determined by average molecular movement, and there is a

limit to how slowly something can move. After all, if something slows down completely, it just stops moving.

What would happen if the molecules in a sample stopped moving entirely? If none of the molecules were moving, then the average speed of the molecules would be zero. This means that the sample would be at absolute zero, a temperature of –273.15°C (–459.67°F). Absolute zero is the coldest possible temperature—the temperature at which there is absolutely zero molecular movement. Scientists realized over 350 years ago that absolute zero could exist, but nobody has succeeded in demonstrating it. It may not be possible to reach absolute zero, but that hasn’t stopped scientists from trying.

The temperature of something is determined by how fast its molecules are moving. The molecules in the cold water on the left are moving slowly, as indicated by the short motion tails on the molecules. The molecules in the hot water on the right are moving more quickly, indicated by the long motion tails on the molecules.

The coldest temperatures on Earth have been recorded in Antarctica.

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Calentamiento

Energía térmica—Lección 1.4—Actividad 1

Volver a “Cero absoluto”

Lee la siguiente cita del artículo “Cero absoluto” y contesta las siguientes preguntas. Puedes consultar el artículo si necesitas.

“ Esto se debe a que la temperatura es determinada por el movimiento molecular promedio, y existe un límite sobre cuán lento puede moverse algo. Después de todo, si algo reduce su rapidez completamente, simplemente deja de moverse”.

¿Existe algún límite para cuán frío algo puede ponerse? (marca una)

 Sí, hay un límite.     No hay un límite.

Explica tu respuesta usando evidencia del artículo.

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Redefinir temperatura

¿Qué nos dice el artículo “Cero absoluto” sobre qué significa realmente la temperatura? Después de la discusión en clase, si tus ideas han cambiado, revisa tu respuesta al Calentamiento más abajo.

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© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved.

Cero absoluto A1

Cero absolutoProbablemente hayas sentido temperaturas frías en algún momento de tu vida. Tal vez vives en un lugar con inviernos fríos y nevosos… ¡o quizás hayas abierto el congelador para sacar una paleta helada en un día caluroso! La temperatura dentro de un congelador normal de cocina es de alrededor −18 grados Celsius (0°F), pero hay temperaturas que llegan a ser mucho más frías que eso. La temperatura exterior más fría registrada en la Tierra es −94.7°C (−135.8 °F). En el espacio se pone incluso más frío: los/as científicos/as han registrado ahí temperaturas tan bajas como −270°C (−454°F).

Sabemos que podemos sentir la temperatura de afuera como caliente o fría, ¿pero que nos dice en realidad la temperatura? La temperatura está relacionada a la velocidad promedio de las moléculas de un objeto o material. Las moléculas se mueven constantemente. Cuando las moléculas de un objeto se mueven más rápido, el objeto tiene

una temperatura más alta. Cuando las moléculas de un objeto se mueven más lento, el objeto tiene una temperatura más baja.

¿Existe algún límite para cuánto pueden llegar a enfriarse las cosas? ¡Sí! Esto se debe a que la temperatura es determinada por el movimiento molecular promedio, y existe un límite sobre cuán lento puede moverse algo. Después de todo, si algo reduce su rapidez completamente, simplemente deja de moverse.

¿Qué sucedería si las moléculas en una muestra dejaran de moverse completamente? Si ninguna de las moléculas se moviera, entonces

La temperatura de algo es determinada por qué tan rápido se mueven sus moléculas. Las moléculas en el agua fría a la izquierda se están moviendo lento, como indican las colas de movimiento cortas en las moléculas. Las moléculas en el agua caliente a la derecha se están moviendo más rápido, indicado por las colas de movimiento largas en las moléculas.

Las temperaturas más frías en la Tierra han sido registradas en la Antártida.

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A2 Cero absoluto

la velocidad promedio de las moléculas sería cero. Esto significa que la muestra estaría en cero absoluto, una temperatura de −273.15°C (−459.67°F). Cero absoluto es la temperatura más fría posible, la temperatura en la cual hay absolutamente cero movimiento molecular. Los/as científicos/as se dieron cuenta hace más de 350 años que cero absoluto podía existir, pero nadie ha podido demostrarlo de manera exitosa. Tal vez no sea posible llegar a cero absoluto, pero eso no ha impedido que los/as científicos/as sigan intentando.

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