Quimica

1

Tema 2: Cero absoluto en la escala Kelvin

Determinaci´n del cero absoluto en la escala Kelvin
o
Resumen: Presentamos una aplicaci´n f´
o ısica donde el c´lculo de l´
a
ımites lateraleses la herramienta matem´tica fundamental.
a
Si consultamos en la Wikipedia el concepto de cero absoluto encontramos lo siguiente:
El cero absoluto es la temperatura te´rica m´s baja posible y secaracteriza por la total ausencia de
o
a
calor. A esta temperatura el nivel de energ´a del sistema es el m´s bajo posible por lo que las part´culas,
ı
a
ı
seg´n la mec´nica cl´sica, carecen demovimiento; no obstante, seg´n la mec´nica cu´ntica, en el
u
a
a
u
a
a
cero absoluto debe tener una energ´a residual, llamada energ´a de punto cero para poder cumplir el
ı
ı
principio deindeterminaci´n de Heisenberg.
o
El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de
Rankine. As´ 0◦ K corresponden, aproximadamente, a la temperatura de-273,15◦ C y -459,7◦ F.
ı,
Seg´n la tercera ley de la termodin´mica el cero absoluto es un l´
u
a
ımite inalcanzable.
En la escala Kelvin, el cero absoluto es la temperatura 0o K. A pesar de que sehan obtenido
temperaturas muy peque˜as en laboratorio, nunca se ha alcanzado el cero absoluto, ni nunca se
n
conseguir´. ¿C´mo determinaron entonces los cient´ficos este valor de 0o K como limiteinferior de la
a
o
ı
temperatura de la materia? ¿A qu´ equivale este cero absoluto en la escala Celcius?
e
La determinaci´n del cero absoluto proviene del trabajo del f´sico franc´s JaquesCharles(1746o
ı
e
1823), quien descubri´ que el volumen de un gas a presi´n constante crece de manera lineal, esto es
o
o
una prepresentaci´n funcional, con respecto a la temperatura.
o
En la tablasiguiente se ilustra la relaci´n entre volumen y temperatura. Un mol de hidr´geno se
o
o
mantiene a presi´n constante de una atm´sfera; el volumen V se mide en litros y la temperatura T
o
o
se...