Ley cero de la termodinamica

Termodinámica

La termodinámica es fundamentalmente una ciencia fenomenológica, es decir, una ciencia macroscópica basada en leyes generales inferidas del experimento, independientemente de cualquier “modelo” microscópico de la materia. Su objetivo es, a partir de unos postulados (leyes de la termodinámica), obtener relaciones entre propiedades macroscópicas de la materia, cuando ésta se sometea toda variedad de procesos.
Debe tenerse presente que las predicciones teóricas de la magnitudes de estas propiedades están fuera del campo de la termodinámica, su obtención proviene de experimentos y disciplinas como teoría cinética y la mecánica estadística que tratan directamente con las estructuras atómicas y molecular de la materia.
Por otra parte, es importante señalar que latermodinámica se desarrolló como una tecnología mucho antes de convertirse en ciencia. De hecho una de las preguntas más motivadoras de este desarrollo surgió de cuestiones prácticas, como poder calcular la cantidad de trabajo que se puede obtener al quemar una cantidad conocida de carbón u otro combustible. Es por ello que, prácticamente, no hay rama de la ingeniería y de la física o química en sus aspectosmás aplicativos que puedan prescindir del conocimiento de esta rama tan importante de la física.
Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico se puede describir mediante propiedades medibles como latemperatura, la presión o el volumen, que se conocen como variables de estado.

Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables termodinámicas (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de dilatación), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno. Todas estas variables se pueden clasificar endos grandes grupos: las variables extensivas, que dependen de la cantidad de materia del sistema, y las variables intensivas, independientes de la cantidad de materia.

Equilibrio termodinámico
Decimos que un sistema se encuentra en equilibrio termodinámico cuando los valores numéricos asignados a las variables termodinámicas que lo describen no varían con el tiempo. Esta es una propiedaduniversal de todos los sistemas aislados, pues si un sistema deja de interaccionar con sus alrededores alcanzará un estado de equilibrio. De hecho, el asignar valores numéricos a los atributos de un sistema a los que llamaremos variables termodinámicas, define el estado de un sistema.
Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un procesotermodinámico. Las leyes o principios de la termodinámica, descubiertos en el siglo XIX a través de meticulosos experimentos, determinan la naturaleza y los límites de todos los procesos termodinámicos.
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización,magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema.

Ley cero de la termodinámica
Ley cero, calor y temperatura
La importancia práctica de la termodinámica radica fundamentalmente en la diversidad de fenómenos físicos que describe, ypor tanto, la enorme productividad tecnológica que ha derivado de su conocimiento. Aunque en un principio los desarrollos tecnológicos, como las llamadas maquinas de vapor o los termómetros, se llevaron a cabo de manera empírica, fue hasta el siglo XIX cuando científicos como Carnot y Joule formalizaron sus resultados y determinaron las causas teóricas de su funcionamiento.
Las ideas de...