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La termodinámica y sus leyes

La termodinámica y sus leyes

La termodinámica es la rama de la física que estudia las relaciones de intercambio entre el calor y el trabajo realizado en la transformación de un sistema físico, cuando ese interactúa con el medio externo. Es decir, la termodinámica estudia cómo la variación de la temperatura, de la presión y del volumen interfiere en los sistemas físicos. El estudio y el desarrollo de la termodinámica surgieron de la necesidad de crear máquinas y de aumentar la eficacia de las máquinas existentes en aquella época, las máquinas de vapor.

El estudio de esta rama parte de las leyes de la termodinámica, leyes esas que postulan que la energía puede ser transferida de un sistema para otro en la forma de calor o trabajo. Y todavía postulan la existencia de una cantidad denominada entropía, la cual puede ser determinada para todos los sistemas.

La termodinámica comenzó en 1650, con Otto Von Guericke (1602-1686). Este científico e inventor fue el responsable por la creación de la primera bomba al vacío del mundo, además de crear el primer vacío artificial a través de las esferas de Magduberg. Años más tarde Robert Boyle (1627-1691) quedó sabiendo de los experimentos de Otto, y en colaboración con Robert Hooke, construyó una bomba de aire. A través de esa bomba, Boyle y Hooke percibieron la relación entre presión, volumen y temperatura, y a través de ese descubrimiento Boyle formuló una ley que establece que la presión y el volumen son inversamente proporcionales. Esa ley quedó siendo conocida como Ley de Boyle.

Estudios posteriores, basados en los conceptos de presión, temperatura y volumen, permitieron el surgimiento de la primera máquina de vapor, con Thomas Savery (1650-1715). Las máquinas de aquella época eran muy grandes y robustas, pero atraían la atención de muchos científicos, como fue el caso de Sadi Carnot (1796-1832). Denominado el padre de la termodinámica, en 1824 hizo la publicación Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y en ella hizo un discurso sobre el calor, la eficiencia y la potencia de las máquinas de vapor. Ese hecho marcó el inicio de la termodinámica como ciencia moderna.

Leyes de la termodinámica

El estudio de la termodinámica se basa en las leyes que han sido establecidas experimentalmente, veamos:

Ley cero de la Termodinámica: dice que cuando dos cuerpos poseen temperaturas iguales en relación a un tercero, ellos poseen igualdad de temperatura entre sí.

Primera Ley de la Termodinámica: ella provee un aspecto cuantitativo de la conservación de la energía. Recordamos que la conservación de la energía dice que en la naturaleza nada se pierde, nada se crea, todo se transforma.

Segunda Ley de la Termodinámica: ella plantea aspectos cualitativos de procesos en sistemas físicos, es decir, nos dice que un proceso puede ocurrir tanto en una dirección como en otra.

Tercera Ley de la Termodinámica: se asocia a un punto de referencia para hacer la determinación de la entropía del sistema.

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