Visto el título pareciera ser contradictorio. ¿Por qué preocuparnos por la energía si al final no se crea ni se destruye sino que se transforma?

De sobra nos han dicho que la energía es una cantidad física que se conseva. Esto quiere decir que se va transformando de una forma a otra mediante procesos; buena parte de las ciencias naturales consiste en el estudio de estos procesos: físicos, químicos, biológicos, etc. Sin embargo, también sabemos que no debemos malgastar la energía; hay que administrarla bien. La primera afirmación involucra la primera ley de la termodinámica mientras que la segunda involucra la segunda ley.

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Temperatura y Cosmología

diciembre 29, 2018

El concepto de energía es a veces esquivo; tenemos una noción intuitiva de lo que es pero su significado exacto en las ciencias naturales suele estar lejos de lo trivial. La energía (dicen los libros de física general) es la capacidad de un sistema físico para realizar trabajo… mover cosas, digamos.

Podemos realizar el estudio de la energía haciendo una clasificación elemental: energía cinética, energía potencial, calor. Hay otras, energía en reposo, energía oscura, energía de vacío… pero con las tres primeras nos basta por ahora. La energía es una cantidad importante principalmente porque existe un principio de conservación asociada a ella: la energía se conserva. Es decir en los procesos físicos transformamos los distintos tipos de energía unos en otros.

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En ciencias muchas veces escuchamos hablar sobre equilibrio. Esta palabra tan estimada puede llevarte a pensar que una buena parte de la física o la química, incluso la biología es estática. Y nada más lejos de la realidad. Lo cierto es que lo que usualmente interesa a los científicos es aquello que constantemente cambia y fluctúa. Podemos decir que el equilibrio es sólo aparente. O de una manera más fancy: la quietud que asociamos con el equilibrio depende de la escala a la cual estamos observando el fenómeno.Para entender esta última afirmación pensemos en un gas en equilibrio dentro de una habitación: el aire de toda la vida, digamos. Macroscópicamente la temperatura no cambia, la presión no cambia, etc. Es por esto que decimos que el aire está en equilibrio termodinámico en el cuarto. Sin embargo, si observamos a una escala más reducida, con un microscopio poderoso, podremos ver las moléculas yendo de un lado a otro, chocando unas con otras en una danza salvaje, acelerando continuamente unas más otras menos. Esta imagen está muy lejos de lo que pensamos es el equilibrio.

Estas reflexiones sobre lo que es o no es equilibrio son bastante fundamentales y aún no está dicha la última palabra al respecto, aún no entendemos bien lo que es equilibrio y lo que no es equilibrio.  Una cosa sí es cierta: cuando escuches hablar de equilibrio trata de visualizar una escala más reducida de tu sistema y entiende los procesos subyacentes que garantizan que, en la escala a la cual tú observas, puedas distinguir el comportamiento de equilibrio. Es un gran ejercicio.

Te veo luego  ;)

El calor específico mide la respuesta de un sistema al variar su temperatura; en particular mide cómo cambia la energía interna del sistema.

C = \displaystyle{\frac{\partial E}{\partial T}}

Hemos hablado antes de estos temas pero hoy quiero hacer un ejemplo simple e ilustrativo.

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Hace algunos posts conversábamos sobre el teorema del virial. Hoy veremos un resultado curioso que se desprende de este teorema: ¡los sistemas gravitacionales tienen calor específico negativo!

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A ver, esta pregunta me resulta complicada y sólo voy a escribir hasta donde he podido entender el asunto. A primera vista pareciera que sí, veamos porqué. Supongamos una nube de gas uniformemente distribuida, si es suficientemente grande, la interacción gravitacional hará su trabajo y el gas tenderá a colapsar. Esto es, comenzamos en un estado desordenado y terminamos en un estado donde las partículas de gas están restringidas a cierto volumen debido a la interacción gravitatoria… pareciera que la entropía en efecto disminuye.

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Calor específico

octubre 23, 2011

¿Por qué al cocinar unas papas gratinadas, el queso se enfría más rápido que las papas? ¿Acaso no deberían estar a la misma temperatura?

Esto siempre me molestaba; las papas quemando y el quesito sí se podía comer… pero yo quería comer papas y tenía que esperar, ¡grrrr! Pues bien, en este fenómeno interviene una propiedad de los cuerpos conocida como calor específico. Pero antes recordemos lo que es el calor.

Cuando tocamos una hornilla caliente, entra energía térmica a nuestro cuerpo debido a que la hornilla tiene una temperatura más elevada que la de la mano. La energía térmica fluye siempre (siempre siempre) desde el objeto de mayor temperatura hacia el objeto de menor temperatura Lee el resto de esta entrada »