{"id":879,"date":"2017-07-03T09:05:14","date_gmt":"2017-07-03T09:05:14","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/?p=879"},"modified":"2017-08-31T14:19:04","modified_gmt":"2017-08-31T14:19:04","slug":"breve-historia-de-la-termodinamica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/breve-historia-de-la-termodinamica\/","title":{"rendered":"Breve historia de la Termodin\u00e1mica"},"content":{"rendered":"<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>INTRODUCCI\u00d3N<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Hemos de hacer un viaje a finales del siglo XVII y contemplar como el desarrollo de la m\u00e1quina de vapor supuso un cambio tecnol\u00f3gico, econ\u00f3mico y social sin precedentes. Curiosamente, los ingenieros de la \u00e9poca fueron perfeccionando las m\u00e1quinas de vapor, haci\u00e9ndolas cada vez m\u00e1s eficientes pero, nadie sab\u00eda a ciencia cierta qu\u00e9 principios f\u00edsicos se daban en este tipo de m\u00e1quinas e incluso, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>no se ten\u00eda muy claro el concepto de calor<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. A mediados del siglo XIX, algunas de estas preguntas encontraron respuestas que, a d\u00eda de hoy, son tomadas como verdades absolutas gracias a cient\u00edficos como <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>James Prescott Joule y William Thompson<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> quienes algunos autores denominan, de una manera un tanto po\u00e9tica, como los descubridores de la energ\u00eda. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">A lo largo de las siguientes l\u00edneas se va a profundizar un poco en lo que he decidido denominar como \u201cbreve historia de la termodin\u00e1mica\u201d.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>EL \u201cMISTERIO\u201d DEL CALOR<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Pero bien, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>\u00bfqu\u00e9 es calor?<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> Fueron dos los grandes paradigmas que coexistieron durante alg\u00fan tiempo. Por un lado, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>ten\u00edamos a aquellos cient\u00edficos que pensaban que eran las peque\u00f1as part\u00edculas que compon\u00edan la materia en movimiento<\/i><\/span><\/span> <span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>y, por otro lado, se encontraban aquellos cient\u00edficos que segu\u00edan la teor\u00eda de la electricidad (siglo XVIII)<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">, los cuales, imaginaban el calor como un \u201cl\u00edquido imponderable\u201d de forma similar a c\u00f3mo se ve\u00eda la electricidad en aquella \u00e9poca. No obstante, a finales del siglo XVIII, Joseph Black, un m\u00e9dico, f\u00edsico y qu\u00edmico de reconocido prestigio en Escocia descubri\u00f3, con la ayuda del reci\u00e9n inventado term\u00f3metro, que se pod\u00eda medir la temperatura de un cuerpo pero no el calor efectivamente aportado al mismo (esto pasa por ejemplo, al derretir hielo ya que, el calor aportado queda \u201coculto\u201d en gran medida pues si se coloca un term\u00f3metro junto a un bloque de hielo que se est\u00e1 calentando con el fin de derretirlo, la temperatura de dicho bloque sigue siendo de 0 \u00baC).<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">En 1780, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Antonine-Laurent de Lavoisier y Pierre Simon Laplace<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">, desarrollaron un <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>calor\u00edmetro de hielo<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Con este \u201cartefacto\u201d midieron el calor entregado por un cuerpo. En concreto, pudieron comprobar que un fragmento de cobre y otro de madera con igual masa y temperatura, derret\u00edan una cantidad diferente de hielo. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">En esa misma \u00e9poca, el estadounidense <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Benjamin Thompson<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> (citado frecuentemente como conde de Rumford, debido al t\u00edtulo nobiliario que ostentaba) que se encontraba trabajando en Alemania, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>crey\u00f3 descubrir qu\u00e9 era el calor<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Afirmaba que el calor era el movimiento de las part\u00edculas min\u00fasculas que compon\u00edan la materia. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Temeroso de la propagaci\u00f3n de la Revoluci\u00f3n Francesa, el gobernador de Baviera encomend\u00f3 a Thompson la supervisi\u00f3n de los ca\u00f1ones construidos para la defensa de las fronteras. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>En el proceso de taladrar el \u00e1nima de los ca\u00f1ones, Thompson observ\u00f3 que se produc\u00eda un aumento de temperatura en la estructura del ca\u00f1\u00f3n, en las virutas met\u00e1licas y en el propio taladrador, de modo que parec\u00eda generarse calor continuamente en lugar de conservarse<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> (como predec\u00eda la teor\u00eda del fluido cal\u00f3rico). Para intentar demostrar qu\u00e9 pasaba, llev\u00f3 a cabo una serie de experimentos para medir el cambio de temperatura que ocurr\u00eda al utilizar maquinaria rudimentaria desafilada en ese proceso de taladrado. En uno de dichos experimentos utiliz\u00f3 agua para refrigerar el taladrador y la estructura del ca\u00f1\u00f3n. El tambi\u00e9n conocido como conde de Rumford, midi\u00f3 el aumento de temperatura del agua y observ\u00f3 \u201cel asombro que expresaban el p\u00fablico all\u00ed presente viendo que la gran cantidad de agua que pod\u00eda hervir sin necesidad de emplear ning\u00fan fuego\u201d. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Su conclusi\u00f3n particular fue que el calor no pod\u00eda ser una sustancia material, ya que parec\u00eda no tener l\u00edmite<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. M\u00e1s bien parec\u00eda que era el resultado del rozamiento o del trabajo realizado por las fuerzas aplicadas. No obstante, la \u201cteor\u00eda del calor\u201d de Benjamin Thompson no acababa de tener mucha aceptaci\u00f3n en los c\u00edrculos acad\u00e9micos de la \u00e9poca.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>CALOR Y TRABAJO MEC\u00c1NICO<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">A\u00f1os m\u00e1s tarde, ya metidos plenamente en el siglo XIX, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>James Prescott Joule<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">, oriundo de Manchester (ciudad que en esa \u00e9poca era un referente mundial a nivel tecnol\u00f3gico) maravillado por la m\u00e1quina de vapor, tuvo la oportunidad de estudiar una de ellas a fondo, ya que su familia, que se dedicaba a la industria de la cerveza, pose\u00eda una. Despu\u00e9s de mucho tiempo estudiando dicha m\u00e1quina, qued\u00f3 ciertamente aburrido del tema. Es por ello que se sinti\u00f3 atra\u00eddo por otro fen\u00f3meno f\u00edsico: <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>la producci\u00f3n de trabajo mec\u00e1nico mediante magnetismo y electricidad<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Michael Faraday, hab\u00eda inventado en 1821 un motor el\u00e9ctrico<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> que servir\u00eda como prototipo para que se fuera mejorando en la industria a\u00f1os m\u00e1s tarde. Joule, descubri\u00f3 que el motor de Faraday poco ten\u00eda que hacer, tanto desde el punto de vista econ\u00f3mico como desde el punto de vista de la eficiencia en la producci\u00f3n, frente a la m\u00e1quina de vapor existente a nivel industrial (consum\u00eda demasiado Zinc y l\u00edquido de bater\u00eda). No obstante<\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>, <\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Joule observ\u00f3 un fen\u00f3meno curioso:<\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i> durante el funcionamiento del motor el\u00e9ctrico, la bater\u00eda y los conductores el\u00e9ctricos sufr\u00edan un elevad\u00edsimo calentamiento<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Esto le llev\u00f3 a preguntarse si ser\u00eda esa la causa del escaso rendimiento del motor. Esta duda condujo a Joule a llevar a cabo experimentos durante varios meses, consistentes b\u00e1sicamente en hacer pasar corriente el\u00e9ctrica por alambres met\u00e1licos de diferente longitud, espesor y material. Simult\u00e1neamente, iba midiendo el calor producido y lleg\u00f3 a una conclusi\u00f3n muy interesante y que hoy conocemos como <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Ley de Joule:<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> \u201cel calor producido aumenta con la resistencia del conductor el\u00e9ctrico, el cuadrado de la intensidad de la corriente y la duraci\u00f3n de la circulaci\u00f3n de la misma\u201d. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Tras el descubrimiento de esta Ley, Joule sigui\u00f3 trabajando d\u00eda y noche sobre la medici\u00f3n del calor en diferentes procesos. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Un experimento sumamente curioso e importante en la historia de la ciencia, consisti\u00f3 en poner una rueda con paletas acopladas en un gran barre\u00f1o con agua<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Dicha rueda, se accionaba con intenci\u00f3n de que girase en el agua gracias a unas pesas de plomo suspendidas por sogas y acopladas a una polea que se accionaba manualmente. El trabajo mec\u00e1nico pues, era f\u00e1cil de calcular sabiendo la altura a la que sub\u00edan dichas pesas y la masa de las mismas. Posteriormente, se dejaba que las ruedas descendiesen, lo que generaba el movimiento de la rueda con paletas que, finalmente, provocaba un ascenso de temperatura del agua en el barre\u00f1o. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Lo que Joule pretend\u00eda era comparar el calor generado por el trabajo mec\u00e1nico y el del agua<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Esto no fue tarea sencilla con los instrumentos de la \u00e9poca y m\u00e1s teniendo en cuenta que la elevaci\u00f3n de la temperatura del agua no hab\u00eda sido demasiado alta. En pocas palabras, se requer\u00eda de una mayor precisi\u00f3n de la que le pod\u00eda proporcionar su instrumental por lo dise\u00f1\u00f3 y posteriormente encarg\u00f3, term\u00f3metros muy precisos para tal fin. Finalmente <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>logr\u00f3 establecer una relaci\u00f3n precisa entre el trabajo realizado y la elevaci\u00f3n de la temperatura, descubriendo as\u00ed el equivalente mec\u00e1nico del calor<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> (una determinada cantidad de trabajo mec\u00e1nico produce una determinada cantidad de calor). Debido a la importancia de este descubrimiento, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>en el a\u00f1o 1976<\/i><\/span><\/span> <span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>se decide cambiar el nombre de unidad de energ\u00eda por el de Joule<\/i><\/span><\/span> <span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>(Julio)<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Despu\u00e9s de este descubrimiento Joule, se pondr\u00eda en contacto con otros cient\u00edficos de la \u00e9poca para compartir sus experiencias y las conclusiones derivadas de las mismas. Pero, al ser un investigador desconocido, su impacto fue nulo, dicho en otras palabras: no le prestaron atenci\u00f3n. Aparte de esto, <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>su tesis sobre c\u00f3mo se generaba el calor, se opon\u00eda al paradigma imperante en la \u00e9poca<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">No obstante, otro cient\u00edfico que estaba empezando, el escoc\u00e9s <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>William Thomson<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">, s\u00ed se vio atra\u00eddo por las investigaciones de Joule. A diferencia de Joule, a Thompson, le preced\u00eda cierta fama debido a su posici\u00f3n como profesor de ciencias naturales en la universidad de Glasgow (puesto que logr\u00f3 a la temprana edad de 22 a\u00f1os). Thomson hab\u00eda estado siempre interesado en la historia del calor, de hecho, sus investigaciones se centraron durante mucho tiempo en la recopilaci\u00f3n de textos manuscritos de un investigador franc\u00e9s: <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">En 1822, Carnot hab\u00eda publicado una teor\u00eda sobre la m\u00e1quina de vapor. A Carnot le gustaba la idea de comparar la m\u00e1quina de vapor con \u201cla fuerza del agua\u201d: al igual que el agua cae desde una determinada altura, impulsando una rueda de molino, en una m\u00e1quina de vapor, el calor fluir\u00eda desde una temperatura mayor a otra menor adem\u00e1s tambi\u00e9n plante\u00f3 una analog\u00eda con la cantidad de agua y de calor ya que, as\u00ed como la cantidad total de agua es la misma en el molino de agua, el calor en la m\u00e1quina de vapor tampoco sufrir\u00eda cambios. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Carnot se\u00f1al\u00f3 que una determinada cantidad de calor absorbida, siempre ten\u00eda que volver a ser entregada despu\u00e9s de realizar un trabajo mec\u00e1nico<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Es decir, la teor\u00eda de Carnot estaba basada en un circuito t\u00e9rmico cerrado en donde ya est\u00e1 presente el calor y, por tanto, no necesitaba ser producido. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Thomson, quien hab\u00eda estudiado con dedicaci\u00f3n a Carnot, ve\u00eda una contradicci\u00f3n con las ideas de Joule, pues este \u00faltimo hab\u00eda comprobado que el trabajo mec\u00e1nico genera calor mientras que Carnot hab\u00eda presentado un circuito cerrado donde ya exist\u00eda el calor<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Fueron cuatro los a\u00f1os que dedic\u00f3 Thomson a descubrir cu\u00e1l de las dos teor\u00edas era la correcta. Despu\u00e9s de esto concluy\u00f3 que tanto Joule como Carnot, ten\u00edan raz\u00f3n, simplemente, hab\u00eda que ser capaz de <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>vincular dichas teor\u00edas<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Es as\u00ed como Thomson desarroll\u00f3 una nueva teor\u00eda del calor: <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>la termodin\u00e1mica.<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> Para ello, parti\u00f3 de <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>dos postulados fundamentales<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. El primero de estos postulados resum\u00eda las conclusiones de Joule: el calor no es m\u00e1s que una forma de energ\u00eda que es generada por ejemplo, a trav\u00e9s de trabajo mec\u00e1nico. Dicho de otra manera: si contemplamos un sistema aislado, la energ\u00eda contenida en \u00e9l puede pasar de una forma a otra pero en su totalidad, no puede ni aumentar ni disminuir. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Es lo que hoy en d\u00eda conocemos como primer principio de la termodin\u00e1mica<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"> (la energ\u00eda no se crea ni se destruye, solo se transforma). El segundo postulado recog\u00eda los resultados de Carnot y los interpretaba: <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>el calor nunca puede ser transformado en su totalidad en trabajo mec\u00e1nico, ya que una parte siempre queda sin usar<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Por ejemplo, toda m\u00e1quina t\u00e9rmica entrega una parte del calor que le es provisto en forma de \u201cdescarga de calor\u201d, o sea, que las transformaciones no son equivalentes en ambos sentidos.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Otros cient\u00edficos de la \u00e9poca llegar\u00edan a conclusiones an\u00e1logas, entre ellos <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Rudolf Clasius y Julius Robert von Mayer<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. De hecho, en el caso de Clasius, ya hab\u00eda publicado algo en relaci\u00f3n a lo que hoy conocemos como \u201cprimer principio\u201d. Pero ninguno tuvo el \u201crigor\u201d de Joule en cuanto a la experimentaci\u00f3n ni la capacidad de Thomson para aunar diferentes teor\u00edas.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>EVOLUCI\u00d3N DE LA TERMODIN\u00c1MICA<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Pero, despu\u00e9s de este repaso hist\u00f3rico, seguimos sin saber cu\u00e1l es la verdadera naturaleza del calor. Volvamos a la historia pues. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Al principio, la termodin\u00e1mica s\u00f3lo se dedicaba a las magnitudes que se pod\u00edan medir y las relaciones que guardaban entre ellas<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Pues bien, en este aspecto, Joule hab\u00eda avanzado un poquito m\u00e1s lejos: retom\u00f3 la idea del Conde de Rumford que dec\u00eda que <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>el calor no era m\u00e1s que el movimiento de las part\u00edculas en el interior de un cuerpo<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Esa idea le obsesion\u00f3 durante toda su vida pero, despu\u00e9s de tantos estudios y los avances hechos por otros cient\u00edficos, lo ten\u00eda claro: <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>ten\u00eda que ser as\u00ed<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Varias d\u00e9cadas despu\u00e9s, los cient\u00edficos acabar\u00edan demostrando que tanto Rumford como Joule, ten\u00edan raz\u00f3n. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Joule y Thomson forjaron una profunda amistad teniendo la ciencia como nexo com\u00fan<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Realizaron numerosos experimentos. Uno de ellos consist\u00eda en intentar saber qu\u00e9 pasaba con la temperatura de un determinado gas en un recipiente, al modificar la presi\u00f3n sobre sobre \u00e9l. Estos experimentos fueron apoyados por el Gobierno Brit\u00e1nico, qui\u00e9n les financi\u00f3 en gran medida. Descubrieron lo que hoy se conoce como <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>efecto Joule-Thomson. <\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Este hace referencia al proceso en el cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema se expanda libremente manteniendo la entalp\u00eda constante. Aunque este efecto, en sus experimentos, era muy peque\u00f1o, tendr\u00eda gran importancia. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>A finales del siglo XIX, Carl Von Linden, aplic\u00f3 el efecto Joule-Thomson reiteradamente en un experimento, hasta conseguir llevar el aire a una temperatura tan baja, que se volvi\u00f3 l\u00edquido<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Este procedimiento que a priori puede que no nos llame excesivamente la atenci\u00f3n, se usa hoy en d\u00eda para convertir en l\u00edquido diferentes gases y poder almacenarlos en tanques o botellas.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Las aportaciones de numerosos cient\u00edficos pero, especialmente las de Thompson y Joule, fueron responsables de que hoy estemos estudiando la termodin\u00e1mica como disciplina dentro de las ciencias f\u00edsicas. Lamentablemente, ambos cient\u00edficos no tuvieron el mismo final. Thomson, triunf\u00f3 en el \u00e1mbito acad\u00e9mico y recibi\u00f3 por parte de la reina, el t\u00edtulo de Lord Kelvin mientras que Joule, pas\u00f3 sus \u00faltimos a\u00f1os con una modesta pensi\u00f3n que tambi\u00e9n le concedi\u00f3 la Reina por sus descubrimientos.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>TERMODIN\u00c1MICA HOY, ESTADO ACTUAL Y DESAF\u00cdOS<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">En el a\u00f1o 2012 un ingeniero venezolano llamado Lu\u00eds Sol\u00f3rzano afirmaba haber inventado un motor de energ\u00eda ilimitada, rompiendo as\u00ed con la segunda ley de la termodin\u00e1mica. Realmente, en sus experimentos en su laboratorio de Miami, aseguraba que la segunda ley de la termodin\u00e1mica, funciona en la mayor\u00eda de los sistemas, pero no en todos, es por ello que no puede denominarse ley. Y la prueba que aportaba era su <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>turbina t\u00e9rmica de perfiles<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Sin entrar a analizar el funcionamiento del motor, Solorzano afirmaba que: la energ\u00eda cin\u00e9tica que es capaz de producir su motor, era 10 veces mayor que la energ\u00eda e\u00f3lica utilizada para mover las palas que lo pon\u00edan en funcionamiento. No obstante, las investigaciones y el rechazo a patentar el invento en EEUU, hacen pensar que todo haya sido un timo para intentar \u201ccolocar\u201d en el mercado industrial dicho dispositivo. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Algo parecido pasa con el motor EmDrive que ha desarrollado recientemente la NASA, pero este art\u00edculo no es lo suficientemente extenso para tratar el tema con profundidad. Sin embargo, en el caso de este motor, poca gente se atreve a afirmar que la NASA intente enga\u00f1ar a nadie. Teor\u00edas como el vac\u00edo cu\u00e1ntico o errores en la medici\u00f3n son las que se est\u00e1n intentando aplicar para entender el funcionamiento de dicho dispositivo.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">En el a\u00f1o 2014, Jan Gieseler, Romain Quidant, Christoph Dellago, Lukas Novotny publicaron un art\u00edculo en que se afirmaba haber descubierto que <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>una nanopart\u00edcula situada en una cavidad ultravac\u00eda era capaz de violar temporalmente la segunda ley de la termodin\u00e1mica mientras se encontraba atrapada en un haz de luz l\u00e1ser<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">. Los autores afirman, en concreto que \u00a0mediante un sistema param\u00e9trico realimentado se puede enfriar la nanopart\u00edcula atrapada. Al cortar la realimentaci\u00f3n, la part\u00edcula vuelve al estado de equilibrio (se calienta). Sin embargo, durante este proceso su temperatura sigue un camino aleatorio, con fluctuaciones estad\u00edsticas. Algunas implican la transferencia de calor de la nanopart\u00edcula fr\u00eda hacia el medio m\u00e1s caliente. El art\u00edculo parece ser totalmente cierto y abre las puertas a una comprensi\u00f3n de la termodin\u00e1mica que debe incluir nuevos fen\u00f3menos, \u00bfquiz\u00e1s alguno de naturaleza cu\u00e1ntica? El tiempo acabar\u00e1 explic\u00e1ndolo. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Cabe destacar tambi\u00e9n la <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>extra\u00f1a relaci\u00f3n entre la Termodin\u00e1mica y el Universo<\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">: \u00bfse cumplen las leyes en \u00e9l? En los a\u00f1os setenta del pasado siglo, los f\u00edsicos <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Stephen Hawking y<\/i><\/span><\/span> <span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>Jacob Bekenstein <\/i><\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">se dieron cuenta de una extra\u00f1a propiedad de los agujeros negros: descubrieron que la entrop\u00eda de estos objetos era proporcional al \u00e1rea del horizonte de sucesos, no as\u00ed al volumen de su interior. Este art\u00edculo explicado para profanos en la materia, en la revista Scientific American, nos viene a decir que el resultado de las conclusiones de estos cient\u00edficos era muy llamativo ya que, en general, la entrop\u00eda de un sistema f\u00edsico cuantifica nuestro grado de ignorancia sobre sus detalles microsc\u00f3picos. Por tanto, en el caso de un agujero negro, cabr\u00eda esperar que la entrop\u00eda fuese proporcional a todo el volumen al que un observador externo no tiene acceso, no a la superficie que lo rodea. De hecho, as\u00ed ocurre con todos los sistemas termodin\u00e1micos ordinarios: en un gas, por ejemplo, la entrop\u00eda es siempre proporcional al volumen que ocupa, no a la superficie que rodea a dicho volumen. <\/span><\/span><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><i>\u00bfPor qu\u00e9 esto es diferente en el caso de los agujeros negros?<\/i><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Lo que est\u00e1 claro es que la termodin\u00e1mica, como disciplina af\u00edn a las ciencias f\u00edsicas y a la qu\u00edmica, no se puede tratar como algo absolutamente aislado de las mismas. Relatividad, f\u00edsica cu\u00e1ntica y f\u00edsica de part\u00edculas nos pueden abrir el camino a una nueva termodin\u00e1mica. Esto genera numerosas cuestiones, a d\u00eda de hoy sin respuesta: \u00bfnos encontramos ya ante un nuevo paradigma cient\u00edfico? \u00bfA d\u00f3nde nos conducir\u00e1? \u00bfQu\u00e9 implicaciones econ\u00f3micas y sociales se derivar\u00e1n de esta nueva f\u00edsica?&#8230;<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\"><b>BIBLIOGRAF\u00cdA<\/b><\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Bryson, Bill (2006): \u201cUna breve historia de casi todo\u201d. Primera edici\u00f3n. Editorial Oc\u00e9ano.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Typler, Paul A. &amp; Mosca, Gene (2010): \u201cF\u00edsica para la Ciencia y la Tecnolog\u00eda\u201d. Sexta Edici\u00f3n. Editorial Revert\u00e9.<\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">Revista Investigaci\u00f3n y Ciencia, n\u00famero especial (2016): \u201cFronteras de la F\u00edsica Cu\u00e1ntica\u201d. <\/span><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\"><a href=\"http:\/\/es.gizmodo.com\/la-nasa-reconoce-que-el-motor-imposible-emdrive-funcion-1789206658\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">http:\/\/es.gizmodo.com\/la-nasa-reconoce-que-el-motor-imposible-emdrive-funcion-1789206658<\/span><\/span><\/a><\/p>\n<p align=\"justify\"><a href=\"https:\/\/elobservatoriodeltiempo.wordpress.com\/2012\/11\/22\/el-investigador-venezolano-luis-solorzano-tumba-la-segunda-ley-de-la-termodinamica\/\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow\"><span style=\"font-family: Times New Roman,serif;\"><span style=\"font-size: medium;\">https:\/\/elobservatoriodeltiempo.wordpress.com\/2012\/11\/22\/el-investigador-venezolano-luis-solorzano-tumba-la-segunda-ley-de-la-termodinamica\/<\/span><\/span><\/a><\/p>\n<p align=\"justify\"><strong>Autor de la entrada: Antonio Jos\u00e9 Lobato Alejano<\/strong> (Alumno del Grado en Ingenier\u00eda de Organizaci\u00f3n Industrial)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>INTRODUCCI\u00d3N Hemos de hacer un viaje a finales del siglo XVII y contemplar como el desarrollo de la m\u00e1quina de vapor supuso un cambio tecnol\u00f3gico, econ\u00f3mico y social sin precedentes. Curiosamente, los ingenieros de la \u00e9poca fueron perfeccionando las m\u00e1quinas de vapor, haci\u00e9ndolas cada vez m\u00e1s eficientes pero, nadie sab\u00eda a ciencia cierta qu\u00e9 principios [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":16,"featured_media":835,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[17],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/879"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=879"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/879\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":880,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/879\/revisions\/880"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/media\/835"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=879"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=879"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=879"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}