ANTECEDENTES DE LA TERMODINAMICA

ANTECEDENTES DE LA TERMODINAMICA

A Daniel (1686-1736) se le puede considerar el primero en cuantificar el concepto de temperatura por sus trabajos con termómetros cerrados de agua saturada congelada.

Los griegos ya usaban la expansión de gases al ser calentados para poner el punto de fusión y ebullición del agua al nivel del mar y la división por 100 aunque Linneo, un botánico explorador cambia el orden de 0 a 100 opuesto al que Celsius había colocado.

Las primeras maquinas fueron la bomba de Savery (1698) y la de Newcomen (1711); utilizando vapor a presión junto con una caldera, un cilindro, accionando la bomba por medio de un balancín y luego cerraban la entrada de vapor para inyectar agua fría y repetir el ciclo de forma contraria y continua, esto abrió paso a la Revolución Industrial y di origen a una nueva ciencia que hasta hoy en día se estudia: La Termodinámica; la transformación de calor (termo) en trabajo (dinámica).

La segunda gran revolución científica tuvo lugar en el siglo 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.

El concepto mas singular en Termodinámica, es el de temperatura (la energía es común a otras ciencias físicas, y la entropía a otras ciencias informáticas). La temperatura es la fuerza de escape de la energía térmica, y mide el nivel térmico o grado de calentamiento de los cuerpos. Los trabajos experimentales recibieron un gran impulso. En 1765, el profesor y químico escocés Joseph Black 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.

La temperatura del no-equilibrio, también llamada de los Procesos Irreversibles o Termodinámica de la Evolución, puede decirse que, iniciada ya por Kelvin 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 siglo XIX (conducción de calor, difusión de especies, fenómenos termoeléctricos, etc.),

En 1947 Prigogine formula el principio de minima producción de la magnitud que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo (entropía) fuera del equilibrio, y en 1964 introduce la idea de estructuras descriptivas para estados lejos del equilibrio. Estos estudios han tenido un espectacular desarrollo en las últimas décadas, pudiendo citarse dos escuelas principales: la llamada “generalizada” de Glandsdorff y Prigogine, y la “raciona”, con Coleman y Truesdell como representantes más significativos.

Uno de los desarrollos más espectaculares en este periodo ha sido el de la ciencia de la combustión, donde concurren los aspectos termodinámicos de equilibrio y evolución en una forma tan compleja.

En conclusión, 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 hiperdensas donde puedan tener lugar reacciones de fusión controlada, incluyendo efectos relativistas y sistemas con fluctuaciones.

APLICACIONES DE LAS LEYES DE LA TERMODINAMICA.

Primera ley de la termodinámica: También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolás Léonard Sadi Carnot en 1824.

COMPRESORES: Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir, al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos.

• Se encuentran en cada refrigerador casero.

• En infinidad de sistemas de aire acondicionado.

• En sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton.

• Se encuentran en el interior muchos "motores de avión", como lo son los turborreactores y hacen posible su funcionamiento.

• Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.

VALVULAS: Es un aparato destinado a reducir irreversiblemente la presión de un fluido en movimiento sin obtener trabajo “en el eje” o útil. La válvula que reduce la presión del agua en un grifo o llave doméstica, desde la presión de la cañería principal hasta la presión atmosférica, es un buen ejemplo de un dispositivo de estrangulación. Es un accesorio que se utiliza para regular y controlar el fluido de una tubería. Este proceso puede ser desde cero (válvula totalmente cerrada),

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