Termodinámica

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Trabajo sobre termodinámica |
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Trabajo introductorio a la termodinámica y a los sistemas de refrigeración básicos orientado especialmente a los computadores |
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Rafael Tarife Delgado |
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La termodinámica es la rama de la física que se dedica a estudiar los cambios en sistemas macroscópicos, es decir en sistemas como los que vemos y tocamos día a día, esta ramaestudia los cambios en las propiedades como presión temperatura y volumen, aunque también estudia otras propiedades las principales son las ya nombradas.
Principalmente se centra en la transformación de calor en otro tipo de energías o viceversa.

☼ Temperatura: en termodinámica este concepto se escapa un poco al uso que usamos normalmente del mismo, ya que no solo se toma como una simplepropiedad de los objetos si no como base para compararlos, ya que si ponemos un objeto aislado a una temperatura “a” dentro de un entorno infinito (es suficiente con que sea de un tamaño considerablemente mayor que el primero) que se encuentre a una temperatura “b” ambos objetos terminarán teniendo la temperatura “b”, ya que se produce un intercambio de calor, concepto que también se describe acontinuación ya que es necesario de cara a la continuación del trabajo

☼ Calor: en termodinámica se define el calor como la energía transferida de un objeto “a” a otro objeto “b” debido a una diferencia de temperaturas; a partir del siglo XVII tras diversos descubrimientos para medir la cantidad de calor que entraba y salía de un cuerpo se consideró el calor como una constante de los cuerpos, ya que trasnumerosas observaciones vieron que el calor que salía de un cuerpo era igual al que entraba en el otro sistema, esta teoría fue firmemente defendida hasta el siglo XIX cuando se observó que la fricción entre dos cuerpos podía crear una cantidad ilimitada de calor, esto quedó casi sin explicación hasta que alrededor de 1850 cuando James Joule demostró que el aumento o disminución de calor ibaacompañado por una cantidad igual de energía mecánica, quedando así demostrado que el calor es una energía más y que es la energía la que se conserva y no el calor como se creía en un principio.

En la actualidad existen numerosos métodos de refrigeración, y la termodinámica es empleada en numerosas actividades, un claro ejemplo de esto son las centrales eléctricas geotérmicas, que aprovechan elcalor de las profundidades de la corteza terrestre o de flujos de magma para calentar agua a unos 600ºC aproximadamente (esto es debido a las turbinas que se usan, con una mayor temperatura las gotas de vapor de agua serian demasiado finas y no se aprovecharía la energía y con una menor temperatura las gotas serian demasiado gruesas pudiendo dañar la turbina) el funcionamiento es simple, en uncircuito cerrado se calienta el agua a dicha temperatura se hace pasar por una turbina que genera electricidad y luego se hace pasar por un circuito de enfriamiento para evitar el sobrecalentamiento del circuito.

Otro ejemplo mucho más cercano de esto es el motor de explosión, el cual usa los principios de presión y combustión para hacer funcionar los coches, dependiendo del tipo de motor del quehablemos tiene diferentes fases, ya que no se comporta igual un motor diesel que uno de gasolina, como ejemplo tomaremos el diesel, el cual se compone de 4 tiempos admisión compresión-explosión descompresión y expulsión, volviendo así a comenzar el ciclo, en la fase de compresión-explosión se emplean los principios de la termodinámica ya que el gasoil al ser sometido a una alta presión aumenta sutemperatura haciendo explosión, no es necesario suministrarle una chispa como a la gasolina, en esta fase el cambio de líquido a gaseoso que se produce en segundos hace aumentar radicalmente la presión (y con ello también la temperatura) haciendo que se mueva el pistón, y gracias a la descompresión de este se comprime otro pistón en otra camisa del motor gracias al árbol de levas, estos motores...