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Termodinámica

Termodinámica

La termodinámica es la parte de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo. Está íntimamente relacionada con la mecánica estadística, de la cual se pueden derivar numerosas relaciones termodinámicas. La termodinámica estudia los sistemas físicos a nivel macroscópico, mientras que la mecánica estadística suele hacer una descripción microscópica de los mismos.

Principios de la Termodinámica

Principio cero de la termodinámica

A este principio se le llama "equilibrio térmico". Si dos sistemas A y B están a la misma temperatura, y B está a la misma temperatura que un tercer sistema C, entonces A y C están a la misma temperatura. Este concepto fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que reciba la posición 0.

Primer principio de la termodinámica

También conocido como la ley de la conservación de la energía, dice que en un sistema con una determinada energía interna, si se realiza un determinado trabajo, la energía interna del sistema variará. A la diferencia entre la energía interna del sistema y la cantidad de energía se la denomina calor. Fue propuesto por Antoine Lavoisier.

Segundo principio de la termodinámica

El segundo principio de la termodinámica indica las limitaciones existentes en las transformaciones energéticas. Existen numerosos enunciados, destacándose el de Carnot y el de Clausius:

Enunciado de Carnot

"Toda máquina térmica requiere para su funcionamiento de al menos dos fuentes de calor a diferentes temperaturas". Se define como máquina térmica toda aquella que funcione operando a ciclos.

Enunciado de Clausius

"El calor no puede pasar por si solo de un cuerpo a una determinada temperatura a otro a temperatura superior". Ambos enunciados son equivalentes y expresan una misma ley de la naturaleza.

Tercer principio de la termodinámica

El Tercer principio de la termodinámica, propuesto por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “principio”. Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica. A la vez hay que recordar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia.

Rendimiento termodinámico

Un concepto importante en la ingeniería térmica es el de rendimiento. El rendimiento de una máquina térmica que funciona entre un foco frío Q_c y uno caliente Q_h se define como: \eta = \frac donde W es el trabajo proporcionado por la máquina. Carnot demostró que el rendimiento máximo de una máquina es proporcional a la diferencia de temperatura de sus focos: \eta_ = 1 - \frac donde T_c y T_h son las temperaturas del foco frío y foco caliente medidas en kelvins. Este rendimiento máximo es el correspondiente al de una máquina térmica reversible la cual es sólo una idealización, por lo que cualquier máquina térmica construida tendrá un rendimiento menor que el de la máquina reversible operando entre los mismos focos. Lo cual constituye el teorema de Carnot. \eta_ > \eta_ \,

Diagramas termodinámicos


- Diagrama PVT
- Diagrama de fase Categoría:Termodinámica ja:熱力学 ko:열역학 th:อุณหพลศาสตร์

Física

La física [<griego φύσισ (phusis), «naturaleza»] es la ciencia de la naturaleza en el sentido más amplio. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones. La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos. El año 2005 ha sido proclamado por la UNESCO como Año mundial de la física en conmemoración de la publicación de Albert Einstein en 1905 de sus famosos artículos sobre el efecto fotoeléctrico y la teoría de la relatividad especial.

Ramas principales de la Física

Para su estudio la fisica se puede dividir en dos grandes ramas, la Física Clásica y la Física Moderna. La primera se encarga del estudio de aquellos fenomenos que tienen una velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas. La segunda se encarga de los fenomenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores y fue desarrollada a partir del siglo XX. Dentro del campo de estudio de la Física Clásica se encuentran la: :
- Mecánica :
- Termodinámica :
- Ondas mecánicas :
- Óptica :
- Electromagnetismo: Electricidad | Magnetismo Dentro del campo de estudio de la Física Moderna se encuentran: :
- Relatividad :
- Mecánica cuántica: Átomo | Núcleo | Física química | Física del estado sólido :
- Física de partículas

Historia

Desde la antiguedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, etc. Las primeras explicaciones se basaron en consideraciones filosóficas y sin realizar verificaciones experimentales, concepto este inexistente en aquel entonces. Por tal motivo algunas interpretaciones falsas, como la hecha por Ptolomeo - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron cientos de años. En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor. En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal de Newton. A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física de fluídos. En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855 Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897 Thomson descubrió el electrón. Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de la Relatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 1940s gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de partículas. En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del Modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.

Estructura de la física

Principales teorías

: Mecánica clásica - Termodinámica - Mecánica estadística - Electromagnetismo - Relatividad especial - Relatividad general - Mecánica cuántica - Mecánica cuántica relativista - Electrodinámica cuántica - Cromodinámica cuántica - Física molecular - Física del plasma - Física relativista

Teorías propuestas

:Teoría del todo - Teoría de Gran Unificación - Teoría de las cuerdas - Criogenia

Conceptos

:Materia - Antimateria - Partículas - Masa - Energía - Momento - Tiempo - Fuerza - Presión - Onda - Electricidad - Magnetismo - Temperatura - Entropía - Sistemas de unidades - Constantes físicas

Fuerzas fundamentales

:Interacción gravitatoria - Interacción electromagnética - Interacción nuclear débil - Interacción nuclear fuerte

Campos de la Física

:Astrofísica - Dinámica de fluidos - Física atómica - Física computacional - Física Electrónica - Física del estado sólido - Física molecular - Física nuclear - Física de partículas (o Física de Altas Energías) - Óptica - Sistemas complejos - Biofísica - Fisicoquímica - Física de la Tierra

Otros

:Lista de instrumentos de medición También se habla de Física teórica y Física experimental en función de si la Física está más orientada al desarrollo de teorías o a la comprobación experimental de los resultados predichos por las teorías.

Físicos famosos


- Galileo Galilei
- Isaac Newton
- Charles-Augustin de Coulomb
- James Clerk Maxwell
- Niels Bohr
- Louis-Victor de Broglie
- Marie Curie
- Max Planck
- Guglielmo Marconi
- Henri Poincaré
- Albert Einstein
- Werner Heisenberg
- Erwin Schrödinger
- Lev Davidovich Landau
- Richard Feynman
- Enrico Fermi
- Stephen Hawking

Wikiportal de Física

Enlaces externos


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- [http://www.fisimur.org/fisica-es Fisica-es]
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Calor

Físicamente, el calor es la transferencia de energía entre dos cuerpos por acción del desequilibrio térmico entre ellos. Su concepto está ligado al Principio Cero de la Termodinámica, que dictamina que dos cuerpos en contacto intercambian energía en forma de calor hasta que su temperatura se equilibra. Aunque se entiende como una forma de energía, estrictamente hablando se diferencia entre la Energía Interna de un cuerpo (Energía Térmica debida al movimiento de las moléculas del cuerpo) y el Calor que transmite un cuerpo a otro (La transferencia de energía que ocurre al ponerlos en contacto) Antiguamente se creía que era un fluido invisible llamado calórico que se producía cuando algo se quemaba y que podía pasar de un cuerpo a otro. El Conde Rumford y James Prescott Joule establecieron que el trabajo podía convertirse en calor o en un incremento de la energía térmica determinando que simplemente era un cambio en la forma de la energía. Tradicionalmente la cantidad de calor se mide en kilocalorías que es la cantidad de calor que hay que suministrar a un Kilogramo de agua para elevar su temperatura un grado centígrado. Una caloría es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura un grado centígrado. Evidentemente 1 Caloría-Kilogramo = 1000 Calorías-gramo Como el calor es una forma de energía, su unidad del Sistema Internacional es el julio. 1 julio = 0,24 calorías EL CALOR EN LA CÉLULA Todo ser vivo y cada una de sus células presentan una determinada temperatura a la cual pueden realizar sus actividades. Los cambios de temperatura detienen o aumentan la actividad célular.En general, una ligera elevación de temperatura activa el trabajo del protoplasma por el contrario, un descenso inactiva la célula. Experiencias realizadas con los protozarios indican que a una temperatura de 25ºC su actividad es normal a 30ºC la actividad y los movimientos son mas rápidos. Al sobrepasar esta temperatura las funciones son desordenadas y la célula puede morir. La reacción de los seres ante la temperatura se llama termotaxismo, y es positiva si el ser se desplaza en busca de calor o negativa si se aleja de él. ---- Física Termodinámica Propagación del calor Categoría:Termodinámica Categoría:Magnitudes físicas ja:熱 ko:열 simple:Heat

Trabajo


- En Economía, trabajo es la actividad productiva que se realiza, por lo general, a cambio de un salario.
- En Física, trabajo es una magnitud que da información sobre la diferencia de energía que manifiesta un cuerpo al pasar entre dos estados. Viene dada por la integral del producto escalar de la fuerza generalizada que provoca el cambio de estado por el desplazamiento generalizado que se produce entre ambos.
- Para los deportistas el trabajo significa el desgaste de las energías del cuerpo utilizandolas al máximo para obtener un óptimo rendimiento.
- Es el empleo de tus conocimientos dentro de un determinado campo laboral, recibiendo un determinado pago segun: esfuerzo, calidad o desempeño dentro de una determinada àrea. ms:Kerja simple:Work

Macroscópico

Dícese del objeto o fenómeno cuyas dimensiones permiten apreciarlo a simple vista. Es antónimo de microscópico. En física, este término se utiliza relativo al objeto que se observa. Por ejemplo, al observar una galaxia, una estrella es considerada un objeto macroscópico.

Véase también


- Mesoscópico
- Mecánica estadística
- Termodinámica Categoría:Física

Temperatura

La temperatura es una magnitud física descriptiva de un sistema que caracteriza la transferencia de energía térmica, o calor, entre ese sistema y otros. Desde un punto de vista microscópico, es una medida de la energía cinética asociada al movimiento aleatorio de las partículas que componen el sistema. Concretamente, dado un sistema en el cual su hamiltoniano se pueda expresar como suma de energías cinéticas de todas las partículas, y suma de energías potenciales de partículas tomadas por pares (es decir, H=T+V donde V = Σi V(rij)), entonces tendremos que se cumple 3/2 N KBT = 1/n
- Σi1/2 mivi². Siendo KB la constante de Boltzmann.
Para medir la temperatura se utiliza el termómetro.
Cuando dos sistemas en contacto están a la misma temperatura, se dice que están en equilibrio térmico y no se producirá transferencia de calor. Cuando existe una diferencia de temperatura, el calor tiende a transferirse del sistema de mayor temperatura al de menor temperatura hasta alcanzar el equilibrio térmico.
Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias dependen de la temperatura, como por ejemplo su estado (gaseoso, líquido, sólido, plasma...), la densidad, la solubilidad, la presión de vapor o la conductividad eléctrica. Así mismo determina la velocidad a la que tienen lugar las reacciones químicas.
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin. Sin embargo, está muy generalizado el uso de otras escalas de temperatura, concretamente la escala Celsius (o centígrada), y, en los países anglosajones, la escala Fahrenheit. Una diferencia de temperatura de un kelvin equivale a una diferencia de un grado centígrado.

Efecto en la comodidad o la sensación termica

La temperatura adecuada para estar comodos es un poco compleja de medir, ya que el calor aportado no solo puede venir del aire que nos rodea, si tambien de la radiación de objetos como las paredes o una sofa al que le ha dado el Sol. Para tener una idea más aproximada de la sensación se puede tomar la temperatura de varias formas.

Temperatura seca

Se llama Temperatura seca del aire, o más sencillamente temperatura seca, a la del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese ambiente y de los efectos de la humedad relativa y de la velocidad del aire. Se puede obtener con el termómetro de mercurio, cuyo bulbo, reflectante y de color blanco brillante, se supone razonablemente que no absorbe la radiación.

Temperatura radiante

La temperatura radiante tiene en cuenta el calor emitido por radiación de los elementos del entorno.
Se toma con un termómetro de bulbo, que tiene el depósito de mercurio encerrado en una esfera o bulbo metálico de color negro, para asemejarlo lo más posible a un cuerpo negro y que absorba la máxima radiación. Para anular lo más posible el efecto de la temperatura del aire, el bulbo negro se aísla mediante otro bulbo en el que se ha hecho el vacío.
La medidas se pueden tomar bajo el sol o a la sombra. En el primer caso tendrá en cuenta la radiación solar y dará una temperatura bastante más elevada
También sirve para dar una idea de la sensación térmica. La temperatura de bulbo negro hace una función parecida, dando la combinación de la temperatura radiante y la ambiental

Temperatura humeda

Temperatura de bulbo húmedo o Temperatura húmeda es la temperatura que da un termómetro a la sombra con el bulbo envuelto en una mecha de algodón húmeda bajo una corriente de aire.
La corriente de aire se produce mediante un pequeño ventilador o poniendo en termómetro en un molinete y haciéndolo girar. Al evaporarse el agua, absorbe calor, rebajando la temperatura, cosa que reflejará el termómetro. Cuanto menor sea la humedad relativa ambiente, más rápidamente se evapora el agua que empapa el paño. Se utiliza para dar una idea de la sensación térmica o en los psicrómetros para calcular la humedad relativa.

Unidades de temperatura


- Kelvin (unidad del SI)
- Grados Celsius (o centígrados) (unidades habituales)
- Grados Fahrenheit (unidades anglosajonas)
- Grados Rankine (rara)
- Grados Réaumur (rara) Categoría:Magnitudes físicas Categoría:Calorimetría Categoría:Climatización ja:温度 ko:온도 th:อุณหภูมิ

Energía interna

La energía interna de un sistema, es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energía de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales. Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna sin que se modifique la composición química del sistema, se habla de variación de la energía interna sensible. Si se produce alteración de la estructura atómica-molecular, como es el caso de las reacciones químicas, se habla de variación de la energía interna química. Finalmente, en las reacciones de fisión y fusión se habla de energía interna nuclear. En todo sistema aislado (que no puede intercambiar energía con el exterior), la energía interna se conserva (Primer Principio de la Termodinámica). Categoría:Termodinámica

Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier (París, 26 de agosto de 1743 - 8 de mayo de 1794) 1794 Químico francés, considerado el creador de la química moderna por sus estudios sobre oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal, análisis del aire, conservación de la masa (con el enunciado de una famosa Ley), calorimetría, etc. En 1754 empezó sus estudios en la escuela de elite "College Mazarin" destacando por sus dotes en las ciencias naturales.

Sus investigaciones

Estudiaba Ciencias Naturales y Derecho por petición de su padre. En 1771 se casa con Marie de Lavoisier. La dote le permite instalar un laboratorio grande donde le asistió su esposa redactando entre otros el cuaderno de laboratorio. Escribió un gran Tratado Elemental de Química, asumió asimismo la inspección nacional de las compañías de fabricación de pólvora y fue recaudador de impuestos, cargo por el cual fue guillotinado al producirse la Revolución francesa. y una mierda! Lavoisier, Antoine Lavoisier, Antoine Lavoisier nació en una familia acomodada que lo quiso y mimó extraordinariamente y le proporcionó una educación excelente. Desde muy joven demostró ser un buen estudiante. Al comienzo de sus investigaciones químicas se dio cuenta de la importancia que tenía la precisión de las medidas. Hizo por la química lo que Galileo hizo por la física dos siglos antes y el resultado en química fue igualmente rotundo y es en parte por esto que a Lavoisier se le acredita como el padre de la química moderna. Lavoisier fue un ciudadano de gran espíritu público que participó en muchas comisiones y consejos creadas para mejorar la suerte de la gente. En 1760 trabajó el método para mejorar la iluminación en pueblos causando sensación a los 20 años con su ensayo sobre esta materia, y en 1770 ideó nuevos métodos para preparar la salmuera, sustancia necesaria para la fabricación de la pólvora. En 1780 trabajó en la modernización de la agricultura y sus investigaciones le llevaron a establecer una granja modelo en 1788. Pero todo este gran espíritu ciudadano no le ayudaría a la postre, por dos equivocaciones. En primer lugar, invirtió medio millón de francos en la Ferme générale a fin de ganar algún dinero para sus investigaciones. Esta Ferme générale era una sociedad privada comprometida con el gobierno francés para recolectar impuestos. Cualquier dinero que sacaban por encima de la cuota era ganancia para la sociedad. Estos granjeros de hacienda eran el grupo más odiado en la Francia del XVIII., aunque Lavoisier siempre utilizó el dinero que ganó en la investigación química, creando un magnífico laboratorio privado. Sin embargo, fue un "granjero de hacienda" y llegó a ganar cien mil francos en un año; en 1771 se casó con la hija de un importante recaudador de impuestos. El segundo error de Lavoisier tuvo que ver con la Academia de Ciencias Francesa a cuya honorable asociación perteneció como miembro desde 1768, cuando contaba con solo 25 años. En 1780, un tal Jean-Paul Marat, periodista que se las daba de científico, pidió su ingreso a la academia, y Lavoisier hizo lo posible para que no entrara, por la buena razón de que los tratados que ofrecía a la academia (contenían nociones caseras y tontas de la naturaleza del fuego) no tenían valor alguno. Marat, sin embargo, no se olvidó de esto, ni de consumar su venganza. El interés de Lavoisier en el alumbrado de las calles le introdujo de lleno en el problema de la combustión. La teoría del flogisto de Stahl ya tenía un siglo de existencia y había muchas cosas que no podía explicar. La confusión que originó entre los químicos se esclareció con el trabajo de Lavoisier y solo después de esto se pudo avanzar de verdad en la química. Lavoisier empezó por calentar sustancias al aire (en 1772). Una vez compró (con otros químicos) un diamante que colocó en un recipiente cerrado y enfocó en el los rayos de sol que concentraba una lupa, y el diamante desapareció. Sin embargo, el recipiente se llenó de anhídrido carbónico, lo que prueba que en gran parte o en su totalidad el diamante estaba compuesto por carbono. Lavoisier también notó especialmente que el diamante no ardía en ausencia de aire. Continuó quemando fósforo y azufre y comprobó que los productos obtenidos pesaban más que el original, por lo que pensó que se había adicionado alguna sustancia a partir del aire (no creía que el flogisto tuviera un peso negativo). Para probar esto, calentó estaño y plomo en atmósfera limitada de aire y sobre ambos metales apareció una capa de óxido que se comprobó que pesaba más que el metal del que provenía. Lavoisier vio que el metal, su óxido, el aire, y todo el conjunto, no habían variado de peso al calentarlos. Esto quería decir que si el óxido había ganado peso por un lado, el mismo peso se tenía que haber perdido por otro sitio, posiblemente el aire. Si en realidad era el aire, tendría que aparecer un vacío parcial en el recipiente. Estando seguro de ello, Lavoisier abrió el recipiente y el aire entró siendo entonces cuando ganó peso el conjunto. Lavoisier pudo demostrar que el óxido era una combinación del metal con el aire y por tanto que la oxidación (y la combustión) no acarreaban una pérdida del flogisto, sino una ganancia de al menos una porción de aire. Cuando esta teoría se abrió paso entre los químicos, se derrumbó la teoría del flogisto y se estableció la química sobre los fundamentos en que hoy descansa. Además la demostración de Lavoisier de que la materia no se crea ni se destruye sino que cambia de un estado a otro en el transcurso de los procesos químicos a que se somete, es la Ley de Conservación de la Materia, que representa un baluarte de la química del siglo XIX (y una tercera razón por la que se le proclama padre de la química moderna). Einstein amplió y afinó este concepto. En 1774, Priestley estaba en París y visitó a Lavoisier, con quien discutió los experimentos que hizo con el aire "desflogisticado". Lavoisier repitió los experimentos y se dio cuenta al momento de la tontería que representaba la noción de aire desflogisticado. A cambio, le demostró la existencia del aire que se combina con los metales para formar óxidos. La única razón por la que los objetos ardían tan rápidamente en ese gas era que, en el aire, dicho gas estaba diluido entre otros gases, en los que no ardían las sustancias. Lavoisier fue el primero que expuso claramente lo que otros grandes químicos de la época (especialmente Scheele) habían sospechado; el aire estaba compuesto por dos gases, uno de los cuales mantenía la combustión y el otro no. Llamó "oxígeno" al primero (de los vocablos griegos que quieren decir "origina ácidos" porque creyó, equivocándose por primera vez, que todos los ácidos lo contenían). Al segundo lo llamó azoe (del griego que significa "sin vida"), pero en 1790 Chaptal lo rebautizó "nitrógeno", su nombre actual. Lavoisier hizo por la química más que nadie hasta entonces, pero no llegó a descubrir un sólo elemento. También estudio el comportamiento de los animales en una atmósfera de aire, de oxígeno y de nitrógeno. Pudo medir la cantidad de calor que desprendía comparando la vida en ese aspecto con la combustión. En 1783, Cavendish demostró que el agua se podía producir quemando un gas inflamable en aire. Lavoisier al momento repitió el experimento de un modo mas moderno y bautizó al aire inflamable con el nombre de hidrógeno (del griego que significa "da origen a agua"). Esto encajó bien con su nueva visión de la química y pudo observar que cuando los animales descomponían el alimento (compuesto de carbono e hidrógeno en su mayor parte), lo hacían añadiendo el oxígeno que respiraban y formando anhídrico carbónico y agua, que aparecían en el aire expirado. La nueva química inició su avance en seguida; en Inglaterra, Cavendish y Priestley se negaron a abandonar la teoría del flogisto, pero Black siguió doctrinas de Lavoisier así como Bergman en Suecia y Klaproth en Alemania. Una vez sentadas las bases de la nueva química, Lavoisier empezó a trabajar para conseguirle una nueva nomenclatura. Los alquimistas y químicos anteriores no tenían reglas fijas para nombrar las distintas sustancias y desde luego utilizaban nombres oscuros y caprichosos. Como resultado de esta confusión, ningún químico estaba seguro de lo que le contaba a otro por no utilizar iguales denominaciones. En colaboración con otros químicos como Berthollet y Fourcroy, Lavoisier publicó en 1787 la obra: Métodos de nomenclatura Química. En este libro se establecían normas que se utilizaban para nombrar cada compuesto, basados en los elementos que contenía. La idea fue identificar la composición química con el nombre asignado. El sistema era tan claro y lógico que los químicos lo adoptaron al instante y aun constituye la base de la nomenclatura actual (cuarta razón por la cual Lavoisier es considerado como el padre de la química moderna). En 1789 Lavoisier publicó un libro de texto llamado Tratado elemental de Química, en el que reunió su nueva doctrina y que representa el primer texto moderno de química (quinta razón de paternidad de la química moderna) y entre otras cosas contiene una lista de todos los elementos conocidos por entonces; esto es, de todas las sustancias que no se habían descompuesto en unidades menores. La lista en su mayor parte era bastante exacta, y ninguna de las sustancias contenidas en ella no se reconoce hoy como elemento o por lo menos un óxido del mismo. Sin embargo Lavoisier catalogó el calor y la luz como elementos y hoy se reconoce que son inmateriales. Lavoisier creía que el calor era un "fluido imponderable" llamado "calórico". Había desechado el flogisto, un fluido imponderable también, pero en parte por su gran influencia, el calórico permaneció en la mente de los químicos durante medio siglo. Hacia el final de su carrera, Lavoisier, con ayuda de Laplace, trató de medir calores de combustión y dilucidó algunos detalles de lo que ocurría en los tejidos vivos. Pero en el mismo año en que apareció su libro estalló la revolución y hacia 1792 los antimonárquicos radicales tomaron el control proclamando la república en Francia y cazando a los "granjeros de hacienda". Lavoisier fue retirado de su laboratorio y más tarde arrestado. Cuando alegó que era un científico y no un recaudador de impuestos (cosa no del todo cierta), el oficial que lo arrestó contestó con la famosa frase "la república no necesita científicos". El juicio fue una farsa, donde Marat, quien era un poderoso cabecilla revolucionario, acusó a Lavoisier de haber participado en complots absurdos y pidió su muerte. Marat fue asesinado en julio de 1793 pero el mal ya estaba hecho. Lavoisier fue guillotinado junto con su suegro y otros "granjeros de hacienda" el 8 de mayo de 1794. Dos meses mas tarde, los radicales fueron depuestos, por lo que su caso es la fatalidad más deplorable de la revolución. Joseph-Louis de Lagrange se lamentaba diciendo "en un solo instante se quedó sin cabeza, pero harán falta mas de cien años para que aparezca otro igual". Después de dos años del suceso se empezaron a inaugurar bustos de su persona. Varios otros científicos que colaboraban con Lavoisier tuvieron que huir perseguidos, entre ellos Andrés Manuel del Río quien más tarde descubriría el vanadio ja:アントワーヌ・ラヴォアジエ ko:앙투안 라부아지에 ms:Antoine Lavoisier

Walther Nernst

Walther Hermann Nernst (Briesen, Prusia, 25 de junio de 1864 - Ober-Zibelle, Alemania, 18 de noviembre de 1941); fisico y químico alemán, premio Nobel de Química en 1920. Sus trabajos ayudaron a establecer la moderna física-química. Trabajó en los campos de la electroquímica, termodinámica, química del estado sólido y fotoquímica. Sus descubrimientos incluyen la ecuación de Nerst. Estudió en las universidades de Zürich, Berlín, Graz y Wurzburgo. Tras trabajar algún tiempo en Leipzig, desde 1891 ejerció como profesor de física en la Universidad de Gotinga, en donde, en 1895, fundó el Instituto de Química, Física y Electroquímica. Posteriormente, en 1905 se trasladó a la Universidad de Berlín como profesor y director del Instituto de Química Física de dicha universidad. En 1922 fue nombrado presidente del Instituto Fisicotécnico de Berlín-Charlottenburg, cargo que dejó en 1933. Desde entonces se dedicó al estudio de la electoacústica y astrofísica. Desarrolló el llamado "teorema del calor", según el cual la entropía de una materia tiende a anularse cuando su temperatura se aproxima al cero absoluto, y que constituye la tercera ley de la termodinámica. Por este desarrollo, en 1920 fue galardonado con el premio Nobel de Química. Desarrolló también una teoría osmótica para explicar y determinar el potencial de los electrodos de una pila de concentración y formuló la ley de distribución de una materia entre dos fases dadas. Inventó la llamada lámpara de Nernst, cuyo filamento (constituido por óxidos de circonio e itrio) se hace conductor al calentarse, pudiendo alcanzar temperaturas superiores en más de 1000°C a las de otras lámparas, más eficaz que las antiguas lámparas de arco de carbón y que suele emplearse como fuente de rayos infrarrojos. Inventó también una microbalanza así como un piano eléctrico, en el que utilizó amplifcadores de radio. Nernst, Walther Hermann Nernst, Walther Hermann ja:ヴァルター・ネルンスト

Demonio de Maxwell

El Demonio de Maxwell es el nombre de una criatura imaginaria ideada en 1867 por el físico escocés James Clerk Maxwell como parte de un experimento mental diseñado para ilustrar la Segunda Ley de la Termodinámica. Esta ley prohibe que entre dos cuerpos a diferente temperatura se pueda transmitir el calor del cuerpo frío al cuerpo caliente. La segunda ley también se expresa comunmente afirmando: "En un sistema aislado la entropía nunca decrece". En la primera formulación el demonio de Maxwell sería una criatura capaz de actuar a nivel molecular seleccionando moléculas calientes y moléculas frías separándolas. El nombre "Demonio" proviene aparentemente de un juego de cartas solitario conocido en Gran Bretaña en el que se debían ordenar cartas rojas y blancas análogas a moléculas calientes y frías. El demonio de Maxwell aparece referenciado también como Paradoja de Maxwell.

Formulación tradicional del demonio de Maxwell

Partimos inicialmente de la premisa de que el demonio es capaz de diferenciar entre moléculas de gas a diferente temperatura, y separarlas en función de dicho factor. Aprovechando este colaborador, podríamos construir una maquina térmica con un 100% del rendimiento. El diseño sería el siguiente: Imaginemos una mezcla equimolar de dos gases A y B, ambos con diferente calor específico (con lo cual es de suponer que, a iguales condiciones, las moléculas de uno de los dos se muevan a mayor velocidad que las del otro); contenida en un recipiente ideal en el que tenemos una pared intermedia que separa el recipiente en dos mitades, unida a un émbolo que sale del recipiente; y dotada de una "puerta" controlada por nuestro demonio. Si por ejemplo, el calor específico de A es mayor que el de B, nuestro demonio se pondrá a trabajar y en un lapso de tiempo determinado nos habrá separado (por el simple método de abrir selectivamente la puerta a las moléculas mas rápidas para que pasen al otro lado del recipiente) los dos gases; "violando" la segunda ley de la termodinámica -ha habido disminución de la entropía del sistema-. El ciclo de la máquina se completa abriendo la puerta, y dejando que A vuelva a mezclarse con B (el movimiento espontáneo para tender de nuevo al estado de entropía máxima del sistema originará un cambio del volumen del lado en el que se encuentra B), provocando así el movimiento de la pared y con ella del émbolo, produciendo así un trabajo (se supone que entre la pared central unida al émbolo y el resto del recipiende no hay fricción).

Resolución de la paradoja

Leo Szilard resolvió en 1929 la paradoja de Maxwell al formular los aspectos relativos a la información y energía necesaria para la interacción entre el demonio y el sistema. Szilard se percató de que nuestro "Demonio" no es un trabajador desinteresado. El mero hecho de poder distinguir entre A y B requiere de un aporte de energía y de una interacción con el sistema. La energía invertida en "capacidad de decisión" es la que se utiliza para separar ambos gases. En otras palabras, la Segunda ley de la termodinámica no puede violarse por sistemas microscópicos con información. La paradoja de Maxwell ha dado lugar a una amplia investigación en los aspectos fundamentales de la termodinámica y la teoría de la información.

Versiones "reales" del demonio de Maxwell

Versiones reales de demonios de Maxwell (con su capacidad de disminuir la entropía equilibrada por el aumento de ésta en su construcción o interacción con el medio) pueden encontrarse prácticamente en la totalidad de los sistemas biológicos que son capaces de disminuir localmente la entropía pero a costa de gastar energía extraída de sus alimentos. Un ejemplo utilizado frecuentemente es la acción de determinadas enzimas, proteínas capaces de catalizar reacciones químicas en los organismos vivos. Su capacidad de decisión, consistente en reconocer a sus materias primas y las acciones a desempeñar están codificadas -en terminos de información- en la propia secuencia de aminoácidos de la proteina. En el emergente campo de la nanotecnología también se estudian mecanismos capaces de disminuir localmente la entropía y de comportarse en cierta forma como un demonio de Maxwell. En todos los casos la Segunda ley de la termodinámica se preserva si se tiene en cuenta la energía utilizada en la adquisición y utilización de la información.

Referencias


- Feynman, Richard P., Feynman Lectures on Computation (Perseus: 1996). ISBN 0201489910.
- Charles H. Bennet, "Demons, Engines and the Second Law", Scientific American , pp.108-116 (November, 1987). Categoría:Termodinámica ja:マクスウェルの悪魔

Trabajo


- En Economía, trabajo es la actividad productiva que se realiza, por lo general, a cambio de un salario.
- En Física, trabajo es una magnitud que da información sobre la diferencia de energía que manifiesta un cuerpo al pasar entre dos estados. Viene dada por la integral del producto escalar de la fuerza generalizada que provoca el cambio de estado por el desplazamiento generalizado que se produce entre ambos.
- Para los deportistas el trabajo significa el desgaste de las energías del cuerpo utilizandolas al máximo para obtener un óptimo rendimiento.
- Es el empleo de tus conocimientos dentro de un determinado campo laboral, recibiendo un determinado pago segun: esfuerzo, calidad o desempeño dentro de una determinada àrea. ms:Kerja simple:Work

Kelvin

El kelvin es una unidad de temperatura creada por Lord Kelvin sobre la base de la escala centígrada, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (-273,15°C) y conservando la misma dimensión para los grados. El kelvin es la unidad de temperatura en el Sistema Internacional de Unidades, correspondiente a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del agua. Se representa con la letra K. Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: A la temperatura de 0 K se la denomina cero absoluto y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en trabajos de física o química.

Factores de conversión

La escala Celsius se define hoy en día en función del kelvin, siendo 0 ºC equivalentes a 273,15 K.
- kelvin a grados Celsius
- :\mathrm = \mathrm - 273.15

Temperatura y energía

En un sistema termodinámico, la energía contenida por las partículas es proporcional a la temperatura absoluta, siendo la constante de proporcionalidad la de Boltzmann. Por eso es posible determinar la temperatura de unas partículas con una determinada energía, o calcular la energía de unas partículas a una determinada temperatura:
- electronvoltios a kelvins :\mathrm = \mathrm \times 11,\!605
- kelvins a electronvoltios :\mathrm = \frac

Enlaces externos


- [http://www.bipm.org/en/si/base_units/kelvin.html Folleto del BIPM sobre el kelvin] Categoría:Unidad básica del SI category:Unidad de temperatura Categoría:Fotografía ja:ケルビン ko:켈빈 simple:Kelvin th:เคลวิน

Diagrama de fase

En termodinámica se denomina diagrama de fase o diagrama de cambio de estado a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia, generalmente en función de la presión y la temperatura. Muestra en el plano la información que se obtiene en un diagrama PVT.

Véase también


- Diagrama PVT
- Estado de agregación de la materia
- Cambio de estado Categoría:Estados de la materia

Categoría:Termodinámica

Categoría:Física ko:분류:열역학 ja:Category:熱力学

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Gabe Benson

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- Delete - Vanity. --TheMidnighters 9 July 2005 18:08 (UTC)
- Delete; nn, vanity. Jaxl 19:39, 9 July 2005 (UTC)
- Delete vanity. Mindmatrix 19:55, 9 July 2005 (UTC)
- Delete nn teen vanity. --Etacar11 04:26, 10 July 2005 (UTC)
- Delete
- scoff
- yea.... I thought that title belonged to me! nn and vantiy, delete accordingly -mysekurity 05:30, 10 July 2005 (UTC)
- Delete non notable teen vanity. JamesBurns 07:41, 11 July 2005 (UTC) :The above discussion is preserved as an archive of the debate. Please do not modify it. Subsequent comments should be made on the appropriate discussion page (such as the article's talk page or in an undeletion request). No further edits should be made to this page.


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