Termodinámica
A veces, cuando las personas argumentan, cometen el error de no definir sus términos. Dos personas discutirán de un lado a otro, y solo una hora después se darán cuenta de que realmente están discutiendo sobre el significado de las palabras. La ley cero de la termodinámica es algo así como esos argumentos: no es profunda ni muy importante, pero tienes que sacarla del camino o todo lo demás se convierte en una pérdida de tiempo. Pero antes de hablar de la ley cero, primero debemos definir la termodinámica en primer lugar.
La termodinámica es el estudio del movimiento de la energía térmica. Esto incluye los tipos de transferencia de calor (conducción, convección y radiación), cambios de fase (o estado), la relación entre energía y trabajo, motores térmicos y, por supuesto, las leyes de la termodinámica , que hablan sobre cómo y por qué se mueve el calor. .
Las leyes de la termodinámica son fundamentales para la termodinámica en su conjunto. Son como los soportes sobre los que se construye todo lo demás. Pero las dos o tres primeras leyes de la termodinámica también necesitan su propio apoyo; no es bueno hablar de temperatura, por ejemplo, si no sabes qué es la temperatura. Esa base es la ley cero de la termodinámica.
La ley cero
La ley cero de la termodinámica dice que si el sistema (u objeto) A está en equilibrio térmico con el sistema (u objeto) B, y también está en equilibrio térmico con el sistema (u objeto) C, entonces B y C también deben estar en equilibrio térmico. juntos.
Quizás eso sea confuso, así que analicémoslo. En primer lugar, ¿qué es el equilibrio térmico? El equilibrio térmico es cuando dos sistemas u objetos no tienen flujo de calor entre ellos a pesar de estar conectados por un camino permeable al calor. ¿Cuándo sucede esto en la vida real?
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Bueno, el calor siempre se transfiere espontáneamente de lugares calientes a lugares fríos. Eso, como sucede, es una forma de enunciar la primera ley de la termodinámica. Pero esto significa que para que el calor no fluya cuando puede, los dos objetos o sistemas deben tener la misma temperatura.
Entonces, podemos reformular la ley cero de la termodinámica de esta manera: si el sistema (u objeto) A tiene la misma temperatura que el sistema (u objeto) B, y también la misma temperatura que el sistema (u objeto) C, entonces B y C deben también tener la misma temperatura.
Escrito así, de repente la ley cero se vuelve realmente obvia. Por supuesto, si el objeto A tiene la misma temperatura que B y C, entonces B y C tienen la misma temperatura entre sí. Entonces, ¿por qué estamos hablando de algo tan obvio?
Nosotros, como todos los buenos polemistas, estamos definiendo nuestros términos. Sin definir qué entendemos por temperatura, el resto de leyes de la termodinámica pierden su significado. Estamos demostrando que la temperatura es una propiedad de una sustancia que es consistente de una sustancia a otra. Estamos de acuerdo en que este es el tipo de temperatura a partir de la cual todos vamos a discutir la termodinámica. Y así, a pesar de ser simple, es la ley más importante de todas.
Resumen de la lección
La termodinámica es el estudio del movimiento de la energía térmica. Esto incluye los tipos de transferencia de calor (conducción, convección y radiación), cambios de fase (o estado), la relación entre energía y trabajo, motores térmicos y, por supuesto, las leyes de la termodinámica , que hablan sobre cómo y por qué se mueve el calor. .
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La ley cero de la termodinámica dice que si el sistema (u objeto) A está en equilibrio térmico con el sistema (u objeto) B, y también está en equilibrio térmico con el sistema (u objeto) C, entonces B y C también deben estar en equilibrio térmico. juntos. El equilibrio térmico es cuando dos sistemas u objetos no tienen flujo de calor entre ellos a pesar de estar conectados por una ruta que es permeable al calor. Esto sucede en la vida real cuando dos objetos tienen la misma temperatura.
Entonces, escrita de manera más simple, la ley cero dice que si el objeto A tiene la misma temperatura que B y C, entonces B y C tienen la misma temperatura entre sí. Esto puede parecer realmente obvio, pero nuestra comprensión de la temperatura es la base sobre la que se construye el resto de la termodinámica.
Los resultados del aprendizaje
Una vez que haya completado esta lección, tendrá la capacidad de:
- Definir la termodinámica e identificar los temas que abarca
- Comprender por qué las leyes de la termodinámica son tan importantes y la ley cero en particular.
- Describe la ley cero de la termodinámica.
- Explica qué es el equilibrio térmico.
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