temperatura y calor

Introducción

Suponga que se saca un cubo de hielo del refrigerado y lo coloca sobre una mesa horizontal. Durante un tiempo relativamente corto la respuesta de este objeto a lo que le rodea (su entorno) puede describirse mediante los métodos de la mecánica: el cubo de hielo esta en equilibrio estático y la fuerza total que acentúa sobre él es igual a cero, es decir, la Tierra ejerce sobre elcubo una fuerza gravitatoria dirigida hacia abajo, la cual se equilibra con la fuerza normal que la mesa ejerce hacia arriba (junto con una pequeña fuerza de empuje debida a la atmosfera). Sin embargo, poco después el hielo comienza a fundirse y, finalmente, se observa un charco de agua sobre la mesa.
En este caso no es posible describir o entender este proceso de fusión basándose sólo en lamecánica; por lo tanto, para tratar situaciones como ésta es preciso introducir nuevos conceptos que sean independientes de la mecánica. En la siguiente monografía presentaremos los conceptos de temperatura y transferencia de calor.




































Descripciones macroscópica y microscópica.

Suponga que en un recipiente hay una cantidad fija degas, por ejemplo: 5g de oxígeno. Una descripción microscópica de este sistema comenzaría con el reconocimiento de que el gas se compone de moléculas ¡es razonable tratar de determinar el movimiento de cada molécula aplicando la ley de Newton? Mediante una computadora de gran capacidad de memoria y una velocidad de cómputo pueden simularse sistemas muy pequeños consistentes en unos cuantos miles demoléculas para obtener una información útil. En estas simulaciones se sigue con detalle el movimiento de cada molécula, y es posible calcular cualquier propiedad del sistema que dependa de las posiciones y de las velocidades de las moléculas. Este modo de proceder se conoce como dinámica molecular.
Sin embargo, el numero de moléculas en 5g de oxigeno es del orden 1023, un numero demasiado grandepara tratarse con la dinámica molecular. Solo el listado de los valores instantáneos de una posición y la velocidad de las moléculas ya sería una tarea abrumadora. La cantidad de información es demasiado extensa para asimilarla y, por tanto, seria escaso valor para describir el sistema y su interacción con su entorno. En lugar de esto es mucho más útil considerar sus promedios. La aproximación dela dinámica molecular sirve también para evaluar magnitudes que contienen promedios sobre los movimientos moleculares. Los métodos de la mecánica estadística conectan los valores promedios de las propiedades moleculares. Los métodos de la mecánica estadística conectan los valores promedios de las propiedades moleculares con magnitudes como la temperatura y la presión, que forman parte de nuestravida diaria.
La descripción macroscópica considera las propiedades que se observan a una escala mucho mayor que la molecular. En esta escala superior ya no hay una referencia directa a las propiedades moleculares del sistema. La descripción macroscópica de la interacción de un sistema con sus alrededores se conoce como termodinámica. Aunque la termodinámica no depende del conocimiento de laestructura molecular de la materia, la interpretación de la descripción termodinámica en fusión de los promedios moleculares ayuda a menudo a visualizar lo que está ocurriendo.
El volumen, la temperatura, la presión y la cantidad de bacterias, entre otras, son las propiedades variables del sistema y se denominan variables de estado. Las variables de estado de un sistema son, de hecho variables, porlo general, sus valores cambian como respuesta a las interacciones con los alrededores de un sistema.

Equilibrio termodinámico y ley cero de la termodinámica.

Se supone que una variable de estado, tiene el mismo valor en todos los puntos del sistema. También se supone que cada una de las variables de estado de un sistema dado permanecen constantes en el tiempo y, entonces, se dice que el...