Trabajo, calor y energía
Páginas: 17 (4101 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2011
EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS CONCEPTOS DE TRABAJO, CALOR Y ENERGÍA
PRESENTACIÓN
Entendemos por energía la capacidad que tienen los sistemas materiales para transformarse; o para influir sobre otros sistemas, produciendo en ellos procesos de transformación. De manera que toda transformación de un sistema material es debida a un intercambio de energías. Las principales manifestaciones de estacapacidad son el calor y el trabajo.
El calor debe entenderse como un proceso de transferencia de energía desde un cuerpo a mayor temperatura hacia otro a menor temperatura El resultado de esta transferencia es la variación de la energía interna de los cuerpos, que será responsable de cambios en los mismos. Estos cambios pueden ser de distintos tipos (cambios de temperatura, variaciones devolumen, cambio de estado...) Pero sólo podemos hablar de calor durante dicha transferencia.
El trabajo lo podríamos definir, de forma cualitativa, como el proceso de transformación de los sistemas materiales por la acción de las fuerzas. En particular, el caso más sencillo de dichas transformaciones consiste en el desplazamiento; lo que denominaremos como trabajo mecánico.
Queremos resaltar ellargo proceso histórico que ha necesitado el establecimiento del concepto de la energía tal como lo entendemos actualmente, así como los conceptos de calor y trabajo; y las dificultades en el establecimiento de los principios de conservación y degradación de la energía. Este proceso se ha desarrollado a lo largo de varios siglos y ha necesitado de la contribución de una gran cantidad de las figurasmás relevantes de la historia de la ciencia; por lo que no debería extrañarnos que su compresión presente dificultades para nuestros alumnos.
Además, estos términos son de uso frecuente en el lenguaje cotidiano. Aunque en muchas ocasiones se utilizan con significados no coincidentes con los científicamente admitidos; lo que contribuye a la presencia de ideas alternativas sobre estos conceptos,que dificultan todavía más la comprensión de los mismos.
PERSPECTIVA HISTÓRICA
Hemos querido resaltar, de forma intencionada, la contribución de una gran cantidad de científicos, durante un largo periodo de tiempo, para lograr el establecimiento de estos conceptos en la forma actualmente aceptada. Por ello, en lugar de centrarnos en la contribución realizada por un determinado personaje,vamos a hacer un breve repaso de algunas de las principales aportaciones y los personajes que las realizaron.
Ya en los trabajos de Arquímedes (c. 287 a. C. – c. 212 a. C.) sobre palancas se deduce que (considerando desplazamientos y ángulos pequeños) dado un punto de apoyo, el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento de su punto de apoyo permanece constante en ambos extremos de lapalanca. Aparece ya aquí una magnitud, resultado de multiplicar la fuerza aplicada por el desplazamiento obtenido, que se mantiene constante bajo ciertas condiciones; lo que hoy en día explicaríamos utilizando el concepto de trabajo mecánico.
También Galileo (1564 – 1642) se plateó situaciones en las que el concepto de fuerza no era suficiente para explicar los cambios sufridos por los sistemasmateriales y sugiere que debe haber una relación entre el desplazamiento que sufre un cuerpo sobre el que actúa una fuerza, y el cambio de velocidad que experimenta.
En su obra ‘Dos nuevas ciencias’ describe el problema de lo que ocurre al dejar caer una piedra desde diferentes alturas sobre una estaca parcialmente clavada en la tierra. Aunque la fuerza aplicada siempre es la misma (peso), elefecto sobre la estaca depende de la altura a la que situemos la piedra. Por lo tanto, para explicar lo sucedido debemos emplear una combinación del peso (fuerza) y la altura (desplazamiento); lo que actualmente llamaríamos energía potencial y trabajo.
Por otra parte, Huygens (1629 – 1695) en sus estudios sobre choques elásticos, demostró que la cantidad (m·v2) se mantiene constante antes y...
PRESENTACIÓN
Entendemos por energía la capacidad que tienen los sistemas materiales para transformarse; o para influir sobre otros sistemas, produciendo en ellos procesos de transformación. De manera que toda transformación de un sistema material es debida a un intercambio de energías. Las principales manifestaciones de estacapacidad son el calor y el trabajo.
El calor debe entenderse como un proceso de transferencia de energía desde un cuerpo a mayor temperatura hacia otro a menor temperatura El resultado de esta transferencia es la variación de la energía interna de los cuerpos, que será responsable de cambios en los mismos. Estos cambios pueden ser de distintos tipos (cambios de temperatura, variaciones devolumen, cambio de estado...) Pero sólo podemos hablar de calor durante dicha transferencia.
El trabajo lo podríamos definir, de forma cualitativa, como el proceso de transformación de los sistemas materiales por la acción de las fuerzas. En particular, el caso más sencillo de dichas transformaciones consiste en el desplazamiento; lo que denominaremos como trabajo mecánico.
Queremos resaltar ellargo proceso histórico que ha necesitado el establecimiento del concepto de la energía tal como lo entendemos actualmente, así como los conceptos de calor y trabajo; y las dificultades en el establecimiento de los principios de conservación y degradación de la energía. Este proceso se ha desarrollado a lo largo de varios siglos y ha necesitado de la contribución de una gran cantidad de las figurasmás relevantes de la historia de la ciencia; por lo que no debería extrañarnos que su compresión presente dificultades para nuestros alumnos.
Además, estos términos son de uso frecuente en el lenguaje cotidiano. Aunque en muchas ocasiones se utilizan con significados no coincidentes con los científicamente admitidos; lo que contribuye a la presencia de ideas alternativas sobre estos conceptos,que dificultan todavía más la comprensión de los mismos.
PERSPECTIVA HISTÓRICA
Hemos querido resaltar, de forma intencionada, la contribución de una gran cantidad de científicos, durante un largo periodo de tiempo, para lograr el establecimiento de estos conceptos en la forma actualmente aceptada. Por ello, en lugar de centrarnos en la contribución realizada por un determinado personaje,vamos a hacer un breve repaso de algunas de las principales aportaciones y los personajes que las realizaron.
Ya en los trabajos de Arquímedes (c. 287 a. C. – c. 212 a. C.) sobre palancas se deduce que (considerando desplazamientos y ángulos pequeños) dado un punto de apoyo, el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento de su punto de apoyo permanece constante en ambos extremos de lapalanca. Aparece ya aquí una magnitud, resultado de multiplicar la fuerza aplicada por el desplazamiento obtenido, que se mantiene constante bajo ciertas condiciones; lo que hoy en día explicaríamos utilizando el concepto de trabajo mecánico.
También Galileo (1564 – 1642) se plateó situaciones en las que el concepto de fuerza no era suficiente para explicar los cambios sufridos por los sistemasmateriales y sugiere que debe haber una relación entre el desplazamiento que sufre un cuerpo sobre el que actúa una fuerza, y el cambio de velocidad que experimenta.
En su obra ‘Dos nuevas ciencias’ describe el problema de lo que ocurre al dejar caer una piedra desde diferentes alturas sobre una estaca parcialmente clavada en la tierra. Aunque la fuerza aplicada siempre es la misma (peso), elefecto sobre la estaca depende de la altura a la que situemos la piedra. Por lo tanto, para explicar lo sucedido debemos emplear una combinación del peso (fuerza) y la altura (desplazamiento); lo que actualmente llamaríamos energía potencial y trabajo.
Por otra parte, Huygens (1629 – 1695) en sus estudios sobre choques elásticos, demostró que la cantidad (m·v2) se mantiene constante antes y...
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