Linea del tiempo de la termodinamica

Linea del tiempo de la termodinamica

William thomson, 1er barón

Versión anotada en color de la máquina de calor original de Carnot de 1824 que muestra el cuerpo caliente (caldera), el cuerpo de trabajo (sistema, vapor) y el cuerpo frío (agua), las letras etiquetadas según los puntos de parada en el ciclo de Carnot.

La termodinámica es una rama de la física que trata del calor, el trabajo y la temperatura, y su relación con la energía, la radiación y las propiedades físicas de la materia. El comportamiento de estas magnitudes se rige por las cuatro leyes de la termodinámica, que transmiten una descripción cuantitativa mediante magnitudes físicas macroscópicas medibles, pero que pueden explicarse en términos de componentes microscópicos mediante la mecánica estadística. La termodinámica se aplica a una gran variedad de temas de la ciencia y la ingeniería, especialmente la química física, la bioquímica, la ingeniería química y la ingeniería mecánica, pero también en otros campos complejos como la meteorología.

Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir del deseo de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor, sobre todo gracias a los trabajos del físico francés Nicolas Léonard Sadi Carnot (1824), que creía que la eficiencia de los motores era la clave que podía ayudar a Francia a ganar las guerras napoleónicas. [El físico escocés-irlandés Lord Kelvin fue el primero en formular una definición concisa de la termodinámica en 1854[2] que decía: «La termodinámica es el tema de la relación del calor con las fuerzas que actúan entre partes contiguas de los cuerpos, y la relación del calor con la agencia eléctrica.»

Historia de la termodinámica pdf

En la tradición filosófica occidental, tras muchos debates sobre el elemento primigenio entre los filósofos presocráticos anteriores, Empédocles propuso una teoría de los cuatro elementos, en la que todas las sustancias derivan de la tierra, el agua, el aire y el fuego. El elemento fuego de Empédocles es tal vez el principal antecedente de conceptos posteriores como flogin y calórico. Alrededor del año 500 a.C., el filósofo griego Heráclito se hizo famoso como el filósofo del «flujo y el fuego» por su proverbial afirmación: «Todas las cosas fluyen». Heráclito sostenía que los tres elementos principales de la naturaleza eran el fuego, la tierra y el agua.

Calentar un cuerpo, como un segmento de la hélice alfa de una proteína (arriba), tiende a hacer que sus átomos vibren más y se expandan o cambien de fase, si se sigue calentando; un axioma de la naturaleza señalado por Herman Boerhaave en el siglo XVIII.

A principios de la modernidad, se pensaba que el calor era una medida de un fluido invisible, conocido como el calórico. Los cuerpos eran capaces de retener una determinada cantidad de este fluido, lo que dio lugar al término capacidad calorífica, nombrado e investigado por primera vez por el químico escocés Joseph Black en la década de 1750[3].

Primera ley de la termodinámica

La breve historia de la termodinámica, centrada en los peldaños esenciales que funcionaron inherentemente para estimular la termodinámica moderna, comenzó con los argumentos del filósofo griego del siglo V Parménides. En su única obra conocida, un poema titulado convencionalmente «Sobre la naturaleza», Parménides utiliza un razonamiento verbal para postular que en la naturaleza no podía existir un vacío, lo que hoy se conoce como tal. Esta afirmación fue refutada de forma concluyente, aproximadamente dos mil años más tarde, cuando Otto von Guericke construyó una bomba de vacío, que se utilizó para unir sus famosos «Hemisferios de Magdeburgo» que tan orgullosamente exhibió por toda Europa a mediados del siglo XVII. Poco después, estimulada en su concepción por el diseño de la bomba de vacío de von Guericke, se construyó la máquina de vapor. El resto es historia de la termodinámica:

En la tradición filosófica occidental, tras muchos debates sobre el elemento primigenio entre los filósofos presocráticos anteriores, Empédocles propuso una teoría de los cuatro elementos, en la que todas las sustancias derivan de la tierra, el agua, el aire y el fuego. El elemento fuego de Empédocles es quizá el principal antecedente de conceptos posteriores como flogisto y calórico.

El padre de la termodinámica en la india

Es cierto que la máquina de vapor para la conversión del calor en trabajo existía antes de que se desarrollara la termodinámica como rama de la física. Sin embargo, la teoría sistemática mejoró el proceso de conversión y logró desarrollar otros procesos esenciales para la vida moderna, especialmente la refrigeración y la rectificación. Así que, en conjunto, la termodinámica ha proporcionado a la humanidad energía barata, y combustible barato, — por consiguiente, alimentos baratos, y abundantes, y vírgenes. Así, la termodinámica ha hecho que las poblaciones crezcan, y que la esperanza de vida aumente más allá de lo que la gente podría haber imaginado hace 200 años.

Al mismo tiempo, la termodinámica ha descubierto el precario equilibrio entre determinismo y estocasticidad que es esencial para los procesos en la Tierra, incluida la vida. La competencia de esas intenciones se describe mediante la doctrina de la energía y la entropía en la termodinámica; la energía tiende a forzar un sistema hacia un único estado, y la entropía tiende a repartir el sistema uniformemente entre todos los estados posibles. Estas tendencias contrapuestas se ponderan en función de la temperatura, de modo que la energía mínima determina los sistemas fríos.

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