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LA HISTORIA DEL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.

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Alexander Vargas Umaña

on 23 October 2013

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Transcript of LA HISTORIA DEL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.

LA HISTORIA DEL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.
- SALUDO.
- INTRODUCCIÓN.
- CIENTIFICOS INVOLUCRADOS.
- VIDEO ILUSTRATIVO.
- DEMOSTRACIÓN.
- CONCLUSIONES

*REFRIGERIO.
CRONOGRAMA
CALORIMETRÍA (DE BLACK A JOULE).
Los trabajos experimentales recibieron un gran impulso a finales del XVIII. En 1765, el profesor de química escocés Joseph Black (Watt fue ayudante suyo) realiza un gran número de ensayos calorimétricos, distinguiendo claramente calor (cantidad de energía) de temperatura (nivel térmico), e introduciendo los conceptos de calor específico y calor latente de cambio de estado. Uno de estos experimentos consistía en echar un bloque de hierro caliente en un baño de hielo y agua y observar que la temperatura no variaba.
EFICIENCIA TÉRMICA (DE CARNOT A GIBBS)
Pero el origen de la Termodinámica Clásica suele tomarse en 1824, cuando Carnot publica su única y trascendental obra, sobre la potencia motriz del fuego, aunque en realidad su gran aportación fue la idea del ciclo termodinámico y su optimización (ya en 1816 Stirling había patentado un motor con rendimiento límite igual al de Carnot). Con la idea de proceso cíclico, se eliminaban del análisis las condiciones iniciales, que siempre habían representado una dificultad extrema
En 1842 Mayer y Joule.
Determinan experimentalmente la equivalencia entre la unidad de energía mecánica y la vieja unidad de energía térmica, estableciendo Joule la ley general de conservación de la energía. En 1850 Kelvin (W. Thomson) introduce la palabra "termodinámica", como combinación de thermo=calor y dinámica= potencia o fuerza (sin embargo, actualmente dinámica se usa en contraposición a estática).

El nombre de energía fue introducido por Young en 1805 (antes se llamaba fuerza viva y apenas se usaba en Mecánica).

En 1865 Clausius da nombre al concepto de entropía (que ya había sido utilizada tortuosamente por Carnot), usando razonamientos microscópicos.
Hechos Historicos.
En 1855, Bunsen desarrolla el mechero de premezcla, con lo que se mejoran mucho las aplicaciones térmicas de la combustión (mucho flujo de calor), puesto que antes las llamas (de difusión) eran muy luminosas, pero poco energéticas. Fue también Bunsen, con su famoso mechero, el primero en calcular la temperatura y velocidad de una llama, y con su no menos famoso calorímetro de combustión consiguió medir entalpías de reacción.

En 1857 empieza la era del petróleo, pues aunque ya era conocido desde los tiempos de Noé, fue entonces cuando comenzaron las perforaciones (en Pensilvania).

El primer libro de texto de Termodinámica lo escribió Rankine en 1859, aunque es en el libro de Clausius de 1864 donde aparece por primera vez la formulación completa.
El Aporte de Lavoisier.
En realidad, la palabra "calórico" es debida a Lavoisier, a quien debemos gran parte de la nomenclatura fisicoquímica y otros grandes aportes científicos: estableció la ley de conservación de la masa, asoció la respiración animal al proceso de oxidación del carbono, dio nombre al oxígeno, atribuyó un origen químico a la energía animal, y en su obra "Réflexiones sur le flogistique" (1777) desterró la idea del flogisto, ese fluido interior de las sustancias combustibles, que había sido propuesta por Stahl en 1697.
En 1821 Cagniard de la Tour descubre el estado crítico líquido-vapor en el dióxido de carbono, estudiando luego el del agua (también él descubrió que el proceso de fermentación era debido a microorganismos).
- Tales de Mileto (634 a.C.-546 a.C.).

- Aristóteles (aunque hizo caso omiso de la teoría atómica de Demócrito).

- Arquímedes de Siracusa en el s. III a.C.

Pensadores Antiguos.
La segunda gran revolución científica tuvo lugar en el s. XVI con la llegada de la filosofía experimentalista. A partir de ahí, el desarrollo de las ciencias es tan prodigioso que se ramifican y multiplican, consolidándose separadamente por un lado la Mecánica, luego la Electricidad y finalmente la Termodinámica, casi en nuestros días.
TERMOMETRÍA (DE GALILEO A BLACK).
INTRODUCCIÓN.
Una de las diferencias básicas entre la evolución del hombre y la de los demás animales es que el hombre transforma su medio ambiente tratando de adaptarlo a sus necesidades, mientras que los animales se adaptan a la Naturaleza.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA COSTA RICA.
SEDE REGIONAL BRUNCA, CAMPUS PÉREZ ZELEDÓN.
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS & NATURALES.

ESCUELA CIENCIAS BIOLOGÍCAS.
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS & NATURALES
.

HISTORIAS DE LAS CIENCIAS.

ALEXANDER VARGAS UMAÑA.
CRISTHOFER ARIAS TORRES.
DIANA MORA CARRANZA.
ADRIAN CERVANTES.

SAN ISIDRO DEL GENERAL.
OCTUBRE 2013

Cagniard
EQUILIBRIO (DE GIBBS A ONSAGER)
El último tercio del s. XIX es prolífico en descubrimientos y teorías: en 1867 Guldberg y Waag enuncian la ley de acción de masas, en 1869 es introducida la tabla periódica de los elementos por Mayer y Mendeleiev (lo que da más auge a la teoría atómica), y en 1875 publica Gibbs su trascendental teoría del equilibrio de sistemas heterogéneos y reactantes, que sigue siendo el pilar de las aplicaciones fisicoquímicas "On the equilibrium of heterogeneous substances"; en ella introduce los potenciales termodinámicos energéticos (los entrópicos ya habían sido introducidos por Massieu en 1869).
El Primer Motor de Explosión.
En 1876, Otto construye el primer motor de explosión y lo presenta en la Exposición de París de 1878, ignorando que lo había patentado ya Rochas en 1862, y Lenoir había construido un prototipo en 1863; el combustible inicialmente usado no era derivado del petróleo, sino gas ciudad de hulla. En 1885 Daimler instala un motor en una bicicleta (motocicleta), y en 1886 Benz lo hace sobre un triciclo (automóvil).
Principio de Le Châtelier.
En 1880 Le Châtelier enuncia su famoso principio de la estabilidad de los sistemas termodinámicos, y en 1883 publica con Mallard el primer modelo teórico de una llama. En 1887 Arrhenius enuncia su teoría de los electrolitos. En 1892 sir James Dewar inventó el frasco de doble pared al vacío que lleva su nombre. En 1897 J.J. Thomson, que había desarrollado gran parte de la teoría de los dispositivos termoeléctricos que han sido la cuna de la Termodinámica del no-equilibrio, descubre el electrón.
Conclusiones.
La Termodinámica aparece hoy ante el ingeniero como una herramienta versátil, bien desarrollada, que sirve para el estudio de una gran variedad de problemas, desde la producción de temperaturas criogénicas donde aparecen nuevos y prometedores fenómenos, a la producción de plasmas hiperdensos donde puedan tener lugar reacciones de fusión controlada, incluyendo efectos relativistas y sistemas con fluctuaciones.
TERMODINÁMICA DE LA EVOLUCIÓN (DE ONSAGER A NUESTROS DÍAS)
VIDEO TUTORIAL.
VAMOS A LA EXPERIMENTACIÓN.
La Termodinámica del no-equilibrio, también llamada de los Procesos Irreversibles o Termodinámica de la Evolución, puede decirse que, iniciada ya por Kelvin en 1850 con el estudio de los fenómenos termoeléctricos, adquiere una estructura formal con los trabajos de Onsager de 1931, aunque muchos de los conocimientos relativos a ella se habían desarrollado en el s. XIX (conducción de calor, difusión de especies, fenómenos temoeléctricos, etc.)
Muchas Gracias.

Por su Atención.
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