Energía y consumo

Grupo BC09A Trimestre 16I

Termodinámica


Definición

Parte de la física en que se estudian las relaciones entre el calor y las restantes formas de energía

Introducción

Los descubrimientos geográficos y posteriormente la colonización en América, motivaron el incremento comercial y por ende el sistema productivo. Este sistema se basaba en el establecimiento de la manufactura para elaborar artículos básicos, el cual perduró desde la Edad Media hasta mediados del siglo XVIII. Al incrementarse los mercados se demandaba más producción, para generarla hubo necesidad de reunir varios talleres artesanales en las manufacturas, donde se establecía una clara división del trabajo, posteriormente sustituyeron el trabajo manual por el uso de las máquinas, las cuales producían más rápido y mejor.
Historia

Así la manufactura crea las condiciones técnicas para el empleo de las máquinas. La transformación técnica impulsa poderosamente a la ciencia. Las primeras innovaciones en los métodos de producción fueron el resultado del trabajo de los obreros y técnicos, por lo que va tomando más importancia la investigación científica. Se retoman las aportaciones de la filosofía experimentalista, que se llevó a cabo durante la época del Renacimiento, la cual estableció las bases del método científico, dando origen a la revolución científica.

Los esfuerzos por el perfeccionamiento de la máquina de vapor conducen al descubrimiento de las leyes de la Termodinámica y finalmente de la conservación de la energía, con sus múltiples aplicaciones prácticas y teóricas.

El ser humano desde sus orígenes ha tenido una noción innata sobre lo que es el “frio” y “calor”, de esta manera surge el concepto de temperatura, que está asociado al grado de calentamiento de los cuerpos.

Al perfeccionar el termómetro como instrumento de medición para la temperatura, el siguiente paso fue realizar estudios sobre los fenómenos caloríficos con base en un método científico.

A mediados de siglo XVII, Robert Boyle trabajó en Oxford sobre las propiedades mecánicas y comprensibilidad de varios gases, con ello constató que el producto de la presión con el volumen permanece constante y que la temperatura de ebullición disminuye con la presión.  Un siglo más tarde, Joseph Gay-Lussac descubre la relación que existe entre la presión y la temperatura de un gas, las cuales son directamente proporcionales. Todos estos resultados son base para la teoría termodinámica, debido a que todo sistema termodinámico está descrito principalmente por tres variables relacionadas entre sí: temperatura, presión y volumen.

Otro concepto importante en la teoría termodinámica es el calor. La primera persona que se refiere a este como una entidad física, fue Jame Black en 1765 al considerarlo como un fluido imponderable que podía penetrar los cuerpos aumentando la temperatura de estos. A este fluido lo llamaba “calórico” y esta idea estaba acorde con otras que surgieron durante esa época como la del “fluido eléctrico”.

 En 1824, año en que se considera se originó la Termodinámica Clásica, Sadi Carnot publica su única obra sobre la potencia del calor, en la cual se introduce el concepto de ciclo termodinámico y su optimización, la cual es fundamental para la fabricación de máquinas térmicas más eficientes. Posteriormente, durante la Revolución Francesa, Benjamin Thompson propone que el calor es una especie de movimiento interno del cuerpo.

Para 1842, Julius Robert Mayer concluye que el movimiento produce calor, suponiendo la equivalencia entre el trabajo mecánico producido por una máquina y el calor que ésta absorbe.  James Prescott Joule realiza experimentos que determinan la posibilidad de transformar la energía mecánica en calor. Todas estas ideas y descubrimientos posibilitaron los principios termodinámicos que son fundamentales para la construcción de máquinas térmicas más eficientes.

Podrá consultar la presentación ppt de este tema en:
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