JosueArias1

HISTORIA DE LA TERMODINAMICA Y ENTROPIA La termodinámica es el campo de estudio que trata el formas de energía (calor) y muchas mas formas de energía y dentro de este campo y tambien encontramos el tema de entropía que según los que han investigado se le puede definir de forma simple como: El grado de desorden que tiene un sistema, hasta el universo. Pero todo este campo de estudio que para la actualidad tiene gran uso y entropía que ha sido de gran avance en estos tiempos y han tenido ambos muchas aplicaciones tiene una historia, que para entender la termodinámica y entropía es muy importante conocer. Según la naturaleza misma los animales se adaptan a ella, pero el hombre ha es algo distinto; el hombre adapta la naturaleza como lo necesita y estos grandes logros que vemos hoy en dia se ha logrado es mediante métodos de tanteo que muchos han utilizado. El hombre como siempre ha utilizado las herramientas para hacer mejor su forma de vivir y una de esas fue el fuego donde se dice que el hombre conoció el fuego a través de las erupciones volcánicas que llegaba el magma hasta los boques y ahí se encendían y otra de las cuales se piensa era por medio del de los rayos que caían y asi hacían arder los arboles, pero el hombre data que hace 500.000 años antes de cristo descubrió la manera de hacer fuego y manipular. Estos primeros descubrimientos le cambiaron la vida al hombre desde su forma de vivir hasta la manera de comer. Desde que se descubrió el fuego este tuvo muchas aplicaciones y de ahí donde se debe de comenzar la historia de la termodinámica pero el momento culminante de la civilización antigua tuvo lugar en Grecia en el (siglo V) antes de cristo en donde de trato de generalizar el pensamiento a través de especulaciones filosóficas donde se le atribuye a HERON DE ALEJANDRIA (siglo I después de cristo) la primera máquina de vapor aunque no tuvo ningún uso práctico pero consistía en una esfera hueca que contenía agua y era calentada para que este se evaporara y e hiciera dar vueltas a la esfera y esta máquina es conocida EOLIPILA donde da pasos al desarrollo humano y este pensamiento va a perdurar mas de dos milenios hasta el renacimiento en el siglo XV. Aunque en el siglo XII la pólvora originaria de china ya era utilizada para mover los proyectiles y las maquinas de vapor con muy poca eficiencia y era utilizada para las minas en Reino unido. En el siglo XVI donde las ciencias en general comienzan a partir de la experimentación de los pensamientos filosóficos donde dio gran salto y se fueron solidificando grandes campos de la ciencia. Pero en ese entonces aún no se decía y no se tenía la palabra termodinámica, pero si estaba siguiendo la concepción de esta donde ya se empezaba a esclarecer la diferencia entre temperatura y calor. La clasificación de los diferentes estados térmicos fue muy simplista: caliente, tibio (como el cuerpo humano), templado (con el ambiente) y frío, enriqueciéndose con modos comparativos como 'frío como el hielo', frío como el invierno, caliente como el verano, caliente como el agua hirviendo, caliente como el fuego, pero aunque los estudios de los fenómenos térmicos pueden remontarse a los griego donde descubrieron aparatos donde se comprimían aire y vapores como ya antes mencionado. Pero con hasta el señor Galileo Galilei en siglo XVI donde se le atribuye el primer termómetro donde empezó a utilizar como tal un bulbo de vidrio, del tamaño de un puño, abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado y para evaluar la temperatura se calentaba él tuvo con la mano y se introducía parte del tubo en un recipiente con agua coloreada; la variación de temperatura del aire atrapado en el proceso de enfriamiento al ambiente ocasionaba un ascenso del nivel del líquido en el tubo que era proporcional a la diferencia entre la temperatura ambiente y la del cuerpo humano. En 1641, el Duque de Toscana, fundador de la Academia Florentina de los Experimentos, aprovechando la entonces emergente tecnología de tubos capilares de vidrio, introduce el termómetro de bulbo con alcohol y capilar sellado, prácticamente como los usados hoy, y en esa época ya se empieza a distinguir entre temperatura (estado térmico) y calor (flujo de energía térmica). Más adelante vienen los aportes de TORRICELLI en 1644 con el barómetro de mercurio. Ya más adelante en el siglo XVII Newton mantenían que el calor era una propiedad del cuerpo calentado resultando del movimiento (vibratorio) o agitación de sus partes. Y la temperatura ya fue abriendo campo a su medición comenzando con Fahrenheit, un holandés fabricante de instrumentos técnicos, introdujo en 1717 como "puntos fijos" el de congelación de una disolución saturada de sal común en agua, y la temperatura del cuerpo humano, dividiendo en 96 partes iguales esta escala que hasta ahora se sigue utilizando en los países anglosajones y más adelante Celsius, que propuso los puntos de ebullición y punto de fusión del agua a nivel del mar dividiendo en fracciones fijas hasta 100, aunque su propuesta consistían en que 100 era el punto de hielo y 0 el punto de vapor (fue el botánico y explorador Linneo, tras la muerte de Celsius, quien cambió el orden). Y para esas mismas épocas se comenzaba ya a utilizar las maquinas a vapor y la potencia del fuego para mover maquinas donde se extraía carbón en Reino unido y esas primeras fueron las bombas de Savery (1698) y la de Newcomen (1711) donde las maquinas tenían muy poca potencia y el nivel de eficiencia era del el 1% se perdía mucho energía y el trabajo era muy débil, pero más tarde Watt en 1769 transformo las maquinas haciéndolas más eficientes. Los aportes de Watt son muchos, todos ellos apuntaron al logro de un mayor rendimiento, inventó el prensaestopas que actúa manteniendo la presión mientras se mueve el vástago del pistón, introdujo la bomba de vacío para incrementar el rendimiento en el escape, ensayó un mecanismo que convierta el movimiento rotativo en movimiento rotacional, en 1782 patentó la máquina de doble efecto (el vapor empuja en ambas carreras del pistón), ideó válvulas de movimiento vertical que permitían mantener la presión de la caldera mediante la fuerza de un resorte comprimido. Manómetro para medir la presión del vapor y un indicador que podía dibujar la evolución presión y volumen del vapor en el cilindro a lo largo de un ciclo. Con el objetivo de establecer una unidad adecuada para la medición de la potencia, realizo experimentos para definir caballos de fuerzas. Determinó que un caballo podía desarrollar una potencia equivalente a levantar 76 kg hasta una altura de 1 metro en un segundo, siguiendo con este ritmo durante cierto tiempo, este valor se usa actualmente y se lo llama caballo de fuerza inglés. Después de Watt se consiguieron considerables avances en la utilización de calderas de muy alta presión, esta incorporación incrementó el rendimiento y, lo más importante, favoreció el uso de calderas de menor tamaño que realizaban mayor trabajo que las grandes, además de mejorar el rendimiento del vapor las preparó para adaptarlas para su instalación en medios de transporte. Con la implementación de las máquinas de Watt el cual había mayor eficiencia y da inicio a la llamada revolución industrial. Con los trabajos de Joseph Black (1765) y después de muchos experimentos basados en la calorimetría distinguiendo claramente la diferencia entre calor (cantidad de energía) y temperatura (nivel térmico) La idea del calórico estaba en consonancia con una era (siglo XVIII) de gestación científica en la que predominaban las teorías de los fluidos sutiles: el calórico, el flogisto, la electricidad, Los postulados de esta teoría reflejaban aquellos experimentos deficientes: 1) el calórico es un fluido elástico cuyas partículas se repelen, por lo que los cuerpos se dilatan al recibir calor; 2) la atracción del calórico por la materia depende de cada sustancia y de su estado térmico, como lo muestra la variación de la capacidad calorífica; 3) el calórico se conserva en cualquier transformación, como demuestra la calorimetría; 4) el calórico puede ser "sensible", o combinarse con la materia, como ocurre en los cambios de fase; 5) el calórico pesa, como explica el aumento de peso de ciertos metales al ser calcinados en presencia del aire (posteriormente se eliminó este último postulado). Y ya con personajes muy importantes como Sadi Carnot (1796), Joule (1818) y Mayer (1814) se comienza el inicio de la aplicación energía En 1842 Mayer y Joule determinan experimentalmente la equivalencia entre la unidad de energía mecánica y la vieja unidad de energía térmica. En 1850 Kelvin (W. Thomson) introduce la palabra "termodinámica", proveniente del Griego como combinación de thermo=calor y dinámica= potencia o fuerza (sin embargo, actualmente dinámica se usa en contraposición a estática), el concepto de energía interna para separar la energía almacenada de la energía en tránsito (aunque TruesDell atribuye a Clausius este concepto), la energía utilizable del calor (que él llamó motividad termodinámica), y la escala absoluta de temperatura. El nombre de energía fue introducido por Young en 1807 (antes se llamaba fuerza viva). En 1865 Clausius da nombre al concepto de entropía (que ya había sido utilizada tortuosamente por Carnot), usando razonamientos microscópicos. Donde ya se tenía claro los principios de la termodinámica. Y llegando ya hasta el punto de la historia donde ya se menciona por primera es la palabra entropía y las definiciones que se dan de este nuevo tema y campo de la termodinámica. El Segundo Principio de la Termodinámica enunciado por primera vez por Rudolf Emmanuel Clausius en 1850 evoluciona desde la perspectiva de la Mecánica Clásica de Newton (Siglo XVII) donde se asociaba la Entropía con la irreversibilidad hacia la “muerte térmica” del sistema (Jo-ann Peña Angulo, Entropía e historia 2012 pág. 362) El físico alemán Rudolph Clausius en Berlín quien impresionado profundamente por este cambio inevitable de toda la energía, progresando de energía inútil a energía inútil, que acuñando el término de entropía como la medida de este desorden inherente sobre todo el sistema.