FÍSICA 8° INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA.

PARTE 1

PARTE 2

Se llama termodinámica (del griego thermós, “calor” y dynamos, “poder, fuerza”) a la rama de la física que estudia las acciones mecánicas del calor y de otras formas semejantes de energía. Su estudio aborda los objetos como sistemas macroscópicos reales, mediante el método científico y razonamientos deductivos, prestando atención a variables extensivas como la entropía, la energía interna o el volumen; así como a variables no-extensivas como la temperatura, la presión o el potencial químico, entre otros tipos de magnitudes.

Sin embargo, la termodinámica no ofrece una interpretación de las magnitudes que estudia, y sus objetos de estudio son siempre sistemas en estado de equilibrio, es decir, aquellos cuyas características son determinables por elementos internos y no tanto por fuerzas externas que actúan sobre ellos. Por esa razón, considera que la energía sólo puede intercambiarse de un sistema a otro a manera de calor o de trabajo.

El estudio formal de la termodinámica inició gracias a Otto von Guericke en 1650, un físico y jurista alemán que diseñó y construyó la primera bomba de vacío, refutando con sus aplicaciones a Aristóteles y su máxima de que “la naturaleza aborrece el vacío”. Luego de esta invención, los científicos Robert Boyle y Robert Hooke perfeccionaron sus sistemas y observaron la correlación entre presión, temperatura y volumen. Así nacieron los principios de la termodinámica.

Sistema termodinámico

Los sistemas abiertos intercambian energía y materia con su entorno. Se entiende sistema termodinámico a una parte del universo que, con fines de estudio, se aísla conceptualmente del resto y se intenta comprender de manera autónoma, tomando nota de los modos en que la energía cambia o se preserva, y al mismo tiempo, de haberlos, sus intercambios de materia y/o energía con el entorno o con otros sistemas semejantes. Se trata, pues, de un método de estudio de la termodinámica.

El criterio principal de clasificación de estos sistemas se basa en su grado de aislamiento del entorno, distinguiendo así entre:

 - Sistemas abiertos. Aquellos que intercambian libremente energía y materia con su entorno, como hacen la mayoría de los sistemas conocidos en la cotidianidad: un vaso con agua fría lentamente se irá calentando debido a la acción del calor del aire alrededor.

 - Sistemas cerrados. Aquellos que intercambian energía con su entorno, pero no materia. Es lo que ocurre con un envase cerrado, como una lata, cuyo contenido es invariable, pero pierde calor con el tiempo, disipándolo en el aire alrededor.

 - Sistemas aislados. Aquellos que, hasta cierto punto, no intercambian energía ni materia con el entorno. No existen los sistemas perfectamente aislados, claro está, pero sí hasta cierto grado: un termo que contiene agua caliente preservará su temperatura durante un rato, lo suficiente como para conservarse aislado durante un rato.

Importancia de la termodinámica

La termodinámica es importante por la sucesión de leyes que demuestran la forma como se produce la energía, en efecto mediante el principio de la conservación de la energía se puede establecer, que la misma ni se crea ni se puede destruir solo se puede transformar en otra forma, de tal manera se demuestra que el calor es una energía que procede de otras, un claro ejemplo podemos mencionar el trabajo.