domingo, agosto 20, 2006

Segundo Principio de la Termodinámica (1851)

Una de las falsas creencias más arraigadas en la mente humana es la de que todo es posible. En el siglo XIX, aquellos hijos de la revolución industrial que querían comprender el funcionamiento de las máquinas térmicas, habían demostrado que el rendimiento de una máquina térmica ideal no podía ser del 100%. Se habían encontrado con una limitación que imponía la naturaleza a la pretensión del hombre de extraer energía útil a partir de una fuente calorífica. Pero esta limitación no afectaba sólo a las máquinas, sino que en ella subyacía una ley mucho más profunda. De hecho, constituye uno de los pilares de la ciencia, conocido hoy en día como Segundo Principio de la Termodinámica.

El Segundo Principio de la Termodinámica puede ser enunciado de muchas maneras distintas, todas ellas equivalentes. La más habitual es la siguiente: El calor no puede pasar por sí mismo de un cuerpo frío a uno más caliente. Esta frase, que a primera vista parece una perogrullada, tiene enormes implicaciones sobre el funcionamiento del mundo. Podríamos plantearnos, por ejemplo, por qué la nevera que tenemos en casa consume energía eléctrica para funcionar. La respuesta está en el Segundo Principio: el calor no va a pasar por sí mismo desde el interior de la nevera al exterior, que está a más temperatura.

El enunciado anterior del Segundo Principio posee la ventaja de su sencillez, pero el inconveniente de que no lleva asociada ninguna magnitud que se pueda cuantificar. En 1865, el físico alemán Rudolf Clausius propuso el nombre de entropía para la magnitud que describe la pérdida de calor inherente al funcionamiento de las máquinas térmicas. Pronto se vio que esta magnitud se aplica a cualquier sistema, no sólo a una máquina. En todos los procesos que tienen lugar en sistemas aislados (esto es, que no intercambian materia ni energía con el exterior), la entropía siempre aumenta.

Nada escapa al Segundo Principio de la Termodinámica: el agua de un río no fluye corriente arriba, las neveras no funcionan sin un aporte de energía eléctrica, una máquina no puede funcionar de forma autosostenida, los procesadores disipan calor...

En 1872, Ludwig Boltzmann, físico vienés que acabó suicidándose en medio de una fase depresiva de las que solía tener, fue un paso más allá y consiguió relacionar la entropía con los procesos que tienen lugar en los sistemas a nivel microscópico. Para valorar en su justa medida la aportación de Boltzmann, es preciso recordar que en aquella época aún se debatía la idea de que la materia estaba constituida por partículas más pequeñas, los átomos. Boltzmann introdujo por primera vez la direccionalidad en la flecha del tiempo.

El Segundo Principio de la Termodinámica ha hecho correr ríos de tinta desde su aparición: ha llegado incluso a ser utilizado como argumento en contra de la existencia de dios...

3 Comments:

At 22/8/06 8:18 p. m., Blogger Piz said...

Felicidades por un blog asi, me gustaría añadiros a mi blog, es que me encanta la ciencia... puedo añadiros?
Saludos! y gracias :)

 
At 23/8/06 4:01 a. m., Blogger Piz said...

Gracias a los dos ?? (pq soy dos usuarios,no?? :-)
bueno, ya os he puesto un link desde mi página, para poder disfrutar de lo que contais de forma más rápida para mi.

Muaks..os seguiré leyendo.

 
At 16/9/06 11:48 a. m., Blogger Antonio said...

Hola:

buscando sobre la entropía me he encontrado con tu página que me parece muy divulgativa

“La segunda ley de la termodinámica, la Ley de la Entropía, plantea que la materia y la energía sólo pueden cambiar en un sentido, esto es, de utilizable a inutilizable, de disponible a no disponible, de ordenado a desordenado. Los seres vivos parece que son capaces de moverse en dirección contraria al proceso entrópico, pero esto es así temporalmente, porque pueden absorber energía libre del entorno, incrementado su complejidad y organización. El ser humano al ser una especie con un gran desarrollo evolutivo y elevado peso necesita un gran flujo de energía para su existencia.

Además por su capacidad de raciocinio ha podido desarrollar instrumentos para poder captar o utilizar en su provecho una mayor cantidad de energía que la que le llegaba directamente del sol o la que podía consumir a través de los alimentos, donde se encuentra energía solar fijada mediante el proceso de fotosíntesis.

De esta forma el ser humano despliega, en un primer momento, la capacidad de utilizar la energía contenida en la madera que se libera a través de su combustión, así como aprende a utilizar la energía del viento y el agua. Con el advenimiento de la revolución industrial, se produce un salto cualitativo, se recurre a la utilización de los combustibles fósiles como forma de incrementar la capacidad de trabajo humano.

Sin embargo la Entropía es incompatible con el crecimiento cuantitativo indefinido, que está basado en el consumo creciente de fuentes energética de carácter finito, y por consiguiente con el concepto de ‘progreso’ sin límite.

Cada disminución localizada de la entropía, por la acción del ser humano o de una máquina, va acompañada de un aumento aún mayor de la entropía del entorno; tal acción sólo se puede llevar a cabo a través de la utilización de energía concentrada –ordenada, disponible o utilizable- que después de su aplicación o transformación pasa a un estado disperso, no disponible o desordenado.”

Ramón Fernández Durán. La explosión del desorden.

“No nos envanezcamos demasiado de nuestra victoria sobre la naturaleza, porque ésta se venga de cada una de nuestras victorias...”

Friedrich Engels. Dialéctica de la Naturaleza

Como ejemplo sirva lo que se ha dado en llamar la ‘conexión hamburguesa’, donde la carne bovina que se consume por los seres humanos es la causante de la deforestación de la Amazonia, pues en esta se talan los árboles de grandes superficies para introducir ganado vacuno y extraer su carne.

saludos

 

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