Origen Termodinamica

Historia de la termodinámica

1592 –es tradicional asociar el comienzo de la Termodinámica con el primer termómetro, atribuido a Galileo quien en 1592 empezó a utilizar como tal un bulbo de vidrio, del tamaño de un puño, abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado.

Galileo Galilei

(Pisa, 15 de febrero de 1564- Florencia, 8 de enero de 1642 ) fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico Italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica. Eminente hombre del Renacimiento, mostró interés por casi todas las ciencias y artes (música, literatura, pintura)

Otros aportes

• mejora del telescopio

• gran variedad de observaciones

Astronómicas

• la primera ley del movimiento

• apoyo determinante para el copernicanismo.

• Ha sido considerado como el «padre de la astronomía moderna», el «padre de la física moderna»6 y el «padre de la ciencia».

1641- el Duque de Toscana introduce el termómetro de bulbo con alcohol y capilar sellado, prácticamente como los usados hoy, y en esa época ya se empieza a distinguir entre temperatura (estado térmico) y calor (flujo de energía térmica).

1698- 1711 se empezó a utilizar el vapor de agua para mover las bombas de achique de las minas de carbón en Inglaterra. Las primeras máquinas fueron la bomba de Savery (1698) y la de Newcomen (1711)

Thomas Newcomen

(nacido el 12 de febrero de 1663 - 5 de agosto de 1729), herrero e inventor, nació en Darthmouth, Devon, Inglaterra. Es frecuentemente citado como el padre de la revolución industrial como su primer innovador y empresario.

En 1712 Newcomen, con su socio Thomas Savery, construyó una máquina de vapor atmosférica utilizada para bombear agua fuera de las minas de carbón y estaño existentes en la zona nativa de Newcomen, en el sudoeste de Inglaterra, particularmente en Cornualles.

Siglo XVII- A mediados del siglo, el científico inglés Robert Boyle constató que en los gases encerrados a temperatura ambiente el producto de la presión por el volumen permanecía constante, y también que la temperatura de ebullición disminuía con la presión.

Otros aportes

• Se le conoce principalmente por la formulación de la ley de Boyle.

• Es ampliamente considerado hoy como el primer químico moderno,

• uno de los fundadores de la química moderna

• raíces en la tradición alquímica

1717- Fahrenheit introdujo como "puntos fijos" el de congelación de una disolución saturada de sal común en agua, y la temperatura del cuerpo humano, dividiendo en 96 partes iguales esta escala, que ha sido utilizada en los países anglosajones hasta nuestros días (el 96 viene de sucesivas divisiones de la escala de 12 grados, usada en Italia en el Siglo XVII).

Daniel Gabriel Fahrenheit

(Gdansk, 24 de mayo de 1686 - La Haya, Holanda, 16 de septiembre de1736), fue un físico alemán étnico

Otros aportes

• Creador los termómetros de agua (1709) y de mercurio(1714)

• el diseño de la escala termométrica que lleva su nombre, aún hoy la más empleada en Estados Unidos y hasta hace muy poco también en el Reino Unido

1740- Celsius propuso los puntos de fusión y ebullición del agua al nivel del mar como puntos fijos y la división en 100 grados, aunque asignó el 100 al punto de hielo y el O al del vapor.

Anders Celsius

(1701 - 1744) fue un físico y astrónomo sueco. Profesor de astronomía en la Universidad de Uppsala (1730-1744).

Otros aportes:

• Supervisó la construcción del Observatorio de Uppsala, del que fue nombrado director en 1740.

• En 1733 publicó una colección de 316 observaciones de auroras boreales.

• En 1736 participó en una expedición a Laponia para medir un arco de meridiano terrestre, lo cual confirmó la teoría de Isaac Newton de que la Tierra se achataba en los polos.

1765 - 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.

1769- Watt ideó la separación entre el expansor y el condensador y a partir de entonces se empezó la fabricación a nivel industrial.

James Watt

(Greenock, 19 de enero de 1736 - Handsworth, 25 de agosto de 1819) fue un matemático e ingeniero escocés. Las mejoras que realizó en la máquina de Newcomen dieron lugar a la conocida como máquina de vapor, que resultaría fundamental en el desarrollo de la Revolución industrial, tanto en el Reino Unido como en el resto del mundo.

Otros aportes:

• Watt inventó el movimiento paralelo para convertir el movimiento circular a un movimiento casi rectilíneo, mostrando así su eficiencia y ayudándolo a perfeccionarla.

• ayudó al desarrollo de la máquina de vapor, convirtiéndola, de un proyecto tecnológico, a una forma viable y económica de producir energía.

• Él creó la unidad llamada caballo de potencia para comparar la salida de las diferentes máquinas de vapor. Todavía se utiliza, sobre todo en los vehículos.

1798- B. Thompson (conde Rumford) combatió la teoría del calórico arguyendo que se podía generar continuamente calor por fricción, en contra del tercer postulado de dicha teoría.

Benjamín Thompson, Conde de Rumford

Fue un médico, físico e inventor norteamericano (Woburn - Massachusetts). Sus experimentos y su cuestionamiento de la física establecida en el siglo XVIII, contribuyeron a los grandes avances que se produjeron en el siglo XIX en el campo de la termodinámica

1822- Joseph Fourier publica su única obra "La théorie analytique de la chale~ir" donde, además de sentar las bases del análisis espectral, formulaba toda la teoría de la transmisión del calor por conducción, conforme laConocemos hoy.

Jean-Baptiste-Joseph Fourier

(21 de marzo de 1768 en Auxerre - 16 de mayo de1830 en París), matemático y físico francés conocido por sus trabajos sobre la descomposición de funciones periódicas en series trigonométricas convergentes llamadas Series de Fourier, método con el cual consiguió resolver la ecuación del calor.

Otros aportes:

• La transformada de Fourier recibe su nombre en su honor.

• Fue el primero en dar una explicación científica al efecto invernadero en un tratado.

• Se le dedicó un asteroide que lleva su nombre y que fue descubierto en 1992.

• publica en 1822 su célebreThéorie analytique de la chaleur (Teoría analítica del calor). Seguidor de la teoría matemática de la conducción del calor. Estableció la ecuación diferencial parcial que gobierna la difusión del calor solucionándolo por el uso de series infinitas de funciones trigonométricas.

• el método de eliminación para la solución de un sistema de desigualdades, teoría muy usada actualmente para programación lineal.

•

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

Nicolas Léonard Sadi Carnot

(París, 1 de junio de 1796 - 24 de agosto de 1832), normalmente llamado Sadi Carnot fue un ingeniero francés pionero en el estudio de la Termodinámica. Se le reconoce hoy como el fundador de la Termodinámica.

Licenciado en la Escuela Politécnica, en 1824 publicó su obra maestra: "Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia", donde expuso las ideas que darían forma al segundo principio de la termodinámica.

1834- clayperon deduce la ley de las transformaciones de fase de sustancias puras; fue él también el primero en deducir la ecuación de estado de los grises ideales, pV=mRT, a partir de la ecuación de Boyle (pVI~=ctey) la de Gay-Lussric (VITI,l=cte)

Otros aportes:

• supervisó la construcción de la primera vía de ferrocarril de Francia.

• En 1834 publica un documento titulado La fuerza directora del calor (Puissance motrice de la chaleur)

• En 1843 Clapeyron extendió la idea de proceso reversible, ya sugerida con anterioridad por Carnot, y realizó la enunciación definitiva del principio de Carnot, conocido también como segunda ley de la termodinámica.

• desarrolló el teorema de los tres momentos muy útil en el cálculo de vigas continuas hiperestáticas.

1842- con los concluyentes experimentos de Mayer y Joule, cuando se desechó el modelo de lomonosov.

James Prescott Joule

(Salford, Mánchester, 24 de diciembre de 1818 - Salford, 11 de octubre de 1889) fue un físico inglés.

Fue uno de los más notables físicos de su época, es conocido sobre todo por sus investigaciones en electricidad, termodinámica y energía.

Otros aportes:

• descubrió su relación con el trabajo mecánico, lo cual le condujo a la teoría de la energía.

• La unidad internacional de energía, calor y trabajo, el Joule (o julio), fue bautizada en su honor.

• Trabajó con Lord Kelvin para desarrollar la escala absoluta de la temperatura, hizo observaciones sobre la teoría termodinámica (Ley de Joule)

• encontró una relación entre la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia y el calor disipado, llamada actualmente como ley de Joule.

• la enunciación del principio de conservación de la energía, y aunque hubo otros físicos de renombre que contribuyeron al establecimiento de este principio como Meyer, Thomson y Helmholtz, fue Joule quien le proporcionó una mayor solidez.

• llegó al descubrimiento del efecto Joule-Thomson, según el cual es posible enfriar un gas en expansión si se lleva a cabo el trabajo necesario para separar las moléculas del gas.

• la invención del motor eléctrico.

• Descubrió el fenómeno de magnetostricción, que aparece en los materiales ferromagnéticos, en los que su longitud depende de su estado de magnetización

1850 Kelvin (W. Thomson) introduce la palabra "termodinámica", como combinación de thermo=calor y dinámica= potencia o fuerza, el concepto de energía interna para separar la energía almacenada de la energía en tránsito (aunque Truesdell atribuye a Clausius este concepto), la energía utilizable del calor (que él llamó motividad termodinámica), y la escala absoluta de temperatura.

(Belfast, Irlanda del Norte, 26 de junio de 1824 - † Largs, Ayrshire, Escocia, 17 de diciembre de 1907) fue un físico y matemático británico. Kelvin se destacó por sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica y la electrónica gracias a sus profundos conocimientos de análisis matemático. Es uno de los científicos que más hizo por llevar a la física a su forma moderna.

Otros aportes:

• Es especialmente famoso por haber desarrollado la escala de temperatura Kelvin.

• Recibió el título de barón Kelvin en honor a los logros alcanzados a lo largo de su carrera.

• el descubrimiento y cálculo del cero absoluto, temperatura mínima alcanzable por la materia en la cual las partículas de una sustancia quedan inertes y sin movimiento.

• También descubrió en 1851 el llamado efecto Thomson, por el que logró demostrar que el efecto Seebeck y el efecto Peltier están relacionados.

• Thomson también es conocido por su determinación errónea de la edad de la Tierra. Consideró que la Tierra había sido inicialmente una esfera a temperatura homogénea, completamente fundida, y que desde entonces se había ido enfriando por la superficie, siendo el calor transportado por conducción.

1859- 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.

Otros aportes:

• el método de Rankine, para trazar las curvas del ferrocarril

• El año 1842 dio también marco al primer intento de Rankine de reducir los fenómenos de calor a una fórmula matemática

• Él predijo con precisión el sorprendente hecho de que el aparente calor específico del vapor saturado sería negativo

• En 1859 propuso la escala de Rankine de temperatura, una escala absoluta o termodinámica, cuyo grado es igual a un grado Fahrenheit.

•

1865- Clausius da nombre al concepto de entropía

Rudolf Julius Emmanuel Clausius

(Koszalin, Prusia, 2 de enero de 1822- Bonn, 24 de agosto de 1888), fue un físico y matemático alemán, considerado uno de los fundadores centrales de la ciencia de la termodinámica.

Otros aportes:

• propuso la teoría del calor sobre una base más sólida y más verdadera.

• 1850, estableció por primera vez las ideas básicas de la segunda ley de la termodinámica.

• La tesis de Clausius sobre la refracción de la luz propuesta que vemos un cielo azul durante el día, y varios tonos de rojo al amanecer y al atardecer (entre otros fenómenos), debido a la reflexión y refracción de la luz.

• Clausius deduce la Relación de Clausius-Clapeyron de termodinámica. Esta relación, que es una manera de caracterizar la fase de transición entre dos estados de la materia, tales como sólido y líquido, Había sido desarrollado originalmente en 1834 por Émile Clapeyron.

1875 - publica Gibbs su transcendental 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.

Josiah Willard Gibbs

(11 de febrero de 1839 en New Haven: Connecticut, Estados Unidos – íd.28 de abril de 1903) fue un físico estadounidense que contribuyó de forma destacada a la fundación teórica de la termodinámica.

Otros aportes:

• Padre de la fisicoquímica

• Inventor del término 'entalpía'

• Energía libre de Gibbs

• Entropía (termodinámica estadística)

• Cálculo vectorial

• Ecuación Gibbs-Helmholtz

• Ecuación Gibbs-Duhem

1880- Le Chatelier enuncia su famoso principio de la estabilidad de los sistemas termodinámicos

Otros aportes:

• El principio del equilibrio químico que lleva su nombre Principio de Le Châtelier

• La variación de la solubilidad de las sales en una solución ideal

• Publicó numerosos artículos, publicaciones y comunicados científicos. Igualmente editó 11 libros.

1901- la incorporación por Gibbs de la Mecánica Estadística como soporte básico de toda la teoría termodinámica

1931- La Termodinámica 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

Otros aportes:

• la corrección de la teoría de Debye-Hückel sobre las soluciones electrolíticas del movimiento browniano de los iones.

• resolvió el modelo de Ising bidimensional, modelo científico físico propuesto por el estudio del comportamiento de los materiales ferro magnético.

• Además también estudió los líquidos dieléctricos, la separación de isótopos y la distribución electrónica de los metales.

...