Ciencias fisicas

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CIENCIAS

FÍSICAS

PROBLEMAS ABIERTOS EN TERMODINÁMICA CLASICA
CONFERENCIA*

Por Leopoldo GARClA-COLIN

S,

Miembro de El Colegio Nacional

La idea de esta conferencia es puntualizar algunos aspectos que frecuentemente se olvidan en los quehaceres más elementales de la docencia. Es un defecto universal, (digo universal porque no es exclu­ sivo de este medio) que en los cursosintroductorios sobre las materias obligatorias se ponga énfasis mayor, y a veces total, en los hechos que ya conocemos y se diga poco sobre lo que queda por hacer. En cada campo de la ciencia esto es lo que probablemente más le interesa al estudiante, tanto al que aspira ■^er un científico, como al que aspira ser un técnico o un ingeniero. De todas las ramas de la física quizás la que más padece deesta deficiencia es la termodinámica. En efecto, si uno se pone a pensar en su contenido, es la única rama de la física que no fue afectada ni en sus fundamentos ni en sus aplicaciones por las dos grandes revoluciones de la física de principios de este siglo, que fueron la Teoría de la Relatividad (General y Especial) y la Mecánica Cuán­ tica. De manera que cuando se estudia esta materia, tierrafértil inclu­ sive para mucha gente que, abusando de su estructura lógica, la formula en términos matemáticos, de la manera más rigurosa que se pueda pensar, se queda con la impresión de que sólo sirve para que algunos ingenieros, en un contexto muy limitado, la usen para cálculos muy suncfluos o elementales y para todo propósito práctico no sirva más nue de escollo en el curriculum del estudiante queaspira alcanzar un grado.
^' Impartida en la Facultad fie Ciencias de la UNAM en Mar?:n rlc 1984'.

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MEMORIA DE EL COLEGIO NACIONAL

El objeto medular de esla conferencia es mostrar que ocurre exac­ tamente todo lo contrario. La termodinámica clásica convencional es una materia que está lejos de representar un área cerrada; existen innumerables problemas que no han podido resolverse,algunos de ellos de carácter, no precisamente fundamental, porque las leyes de la termodinámica están bien establecidas, pero si general. Inclusive, el contexto de estas leyes en sistemas más amplios de los que nos presen­ tan en los tratados elementales, es una cuestión que todavía no entende­ mos bien. Y si la tratamos de extender a proceso fuera de equilibrio entonces nos encontramos en "térraincógnita" en un tiempo muy corto. Para lograr el objetivo planteado vamos a recurrir simplemente a los X^roblemas esenciales de manera muy cualitativa. Vamos a i)rescindir de matemáticas elaboradas y de pasos algebraicos engorrosos. Estudia­ remos algunos (i»orque no hay tiempo para hacerlo exhaustivamente), de los problemas que se consideran son más imi)ortantes en la actua­ lidad en esta materia.Para hacerlo ])artimos de la suposición de que el lector ha llevado un curso de termodinámica elemental. Aun siendo éste el caso vamos a invertir unos cuantos minutos para hacer un breve repaso de cuál es el contenido esencial de un curso tradicional de ter­ modinámica para luego mostrar las deficiencias en que se incurre lo­ mando éste como el contenido de la termodinámica convencional. Lasleyes de la termodinámica clásica como se suelen presentar de manera más o menos tradicional (puede haber variantes), para sistemas cerrados, esto es sistema para los cuales no hay ninguna transferencia de masa entre el mismo sistema y los alrededores son tres. En orden lógico (no cronológico) son: La llamada ley cero, o sea el axioma que postula la existencia de la propiedad llamada tem¡)eratura. Noprofundizaremos en esto, pues todo mundo tiene, seguramente, un concepto cualitativo de lo que es temperatura, sólo es conveniente recordar que esta ley formaliza lo que todos sabemos que ocurre en la naturaleza cuando dejamos a dos cuerpos en contacto entre sí: si son ajenos a las perturbaciones del medio externo que los rodea e\entualmente ambos llegan a un estado de equilibrio que tiene una...
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