Terminábamos la entrega anterior preguntándonos por qué las bombas de pistón manuales, también llamadas bombas de elevación o aspirantes, no pueden elevar el agua más de 10 metros y cuestionándonos por qué funcionaban. Estas preguntas se resolvieron a lo largo del siglo XVII gracias al trabajo experimental de varios investigadores, entre ellos, Torricelli (un alumno de Galileo), Guericke, Pascal, […]
Hemos visto que durante la década de 1840 muchos científicos reconocieron que el calor no es una sustancia sino una forma de energía que puede convertirse en otras formas. James Prescott Joule y Rudolf Clausius fueron un paso más allá. El calor puede producir energía mecánica, y la energía mecánica puede producir calor; por lo tanto, razonaron, la “energía […]
La segunda ley de la termodinámica tiene un estatus bastante diferente al de las leyes de conservación.
Efectivamente, si bien al igual que éstas la segunda ley es extremadamente efectiva y de gran alcance, además de ser una de las leyes fundamentales de la ciencia, tiene una diferencia fundamental con las leyes de conservación o con las leyes del […]
La ley de conservación de la energía ha tenido un éxito enorme. Se cree tan firmemente que parece casi imposible que cualquier nuevo descubrimiento pueda refutarla. Sin embargo, en algunos experimentos, la energía parece aparecer o desaparecer en un sistema, sin que pueda ser explicado el fenómeno por cambios en formas conocidas de energía macroscópica. Por ejemplo, a medida que […]
Dijimos anteriormente que íbamos a introducir dos leyes fundamentales del universo a partir de elemento muy sencillos. Ya introdujimos la primera ley, y ahora vamos con la segunda, que ilustra cómo estudiar algo muy concreto, como una máquina de vapor, puede tener consecuencias amplísimas.
La segunda ley de la termodinámica es una generalización de los límites de una […]
Lo que llevamos visto en esta serie, cosas fáciles de entender, macroscópicas, en las que solo hemos empleado algunas relaciones matemáticas muy elementales, nos sobra y nos basta junto con alguna definición adicional para establecer dos de las leyes fundamentales del universo. Así, como suena. En ambos casos son afirmaciones de imposibilidad, es decir, establecen que hay cosas imposibles. veremos […]
Mayer y Joule fueron sólo dos de al menos una docena de personas que, entre 1832 y 1854, propusieron de alguna forma la idea de que la energía se conserva. Algunos expresaron la idea vagamente; otros con toda claridad. Algunos llegaron al convencimiento principalmente a través de la filosofía; otros a partir de consideraciones prácticas en el uso de motores […]
Un año antes de la observación de Joule, Julius Robert Mayer, un médico alemán, también había propuesto una ley general de conservación de la energía. Mayer no había hecho experimentos cuantitativos; pero había observado procesos corporales que implicaban calor y respiración. También había utilizado los datos publicados por otros científicos sobre las propiedades térmicas del aire para calcular el […]
A principios del siglo XIX los avances en la ciencia, de la ingeniería y de la filosofía sugirieron nuevas ideas sobre la energía. Parecía que todas las formas de energía (incluido el calor) podían transformarse entre sí sin pérdida alguna. Por lo tanto, parecía que la cantidad total de energía en universo debía permanecer constante.
En 1800 Alessandro Volta inventó […]
La máquina ideal de Carnot, tan sencilla como es, explica algunos aspectos fundamentales del funcionamiento de máquinas y motores de todo tipo y permite formular un principio fundamental de la naturaleza.
Cualquier máquina que derive su energía mecánica del calor se debe enfriar para eliminar el “desperdicio” de calor a una temperatura más baja. Si hay alguna fricción u […]