Resumen De La Maquina De Vapor Al Cero Absoluto

Resumen “De la máquina de vapor al cero absoluto (calor y entropía)”

1. Bosquejo histórico

Las máquinas térmicas se desarrollaron desde su forma más incipiente, en el siglo XVIII, hasta prácticamente la forma en que las conocemos hoy en día, lo que ocurrió ya hacia mediados del siglo XIX, sin que hubiese existido comprensión sobre las causas teóricas de su funcionamiento.
La primeramáquina térmica de que se tiene evidencia escrita fue descubierta por Hero de Alejandría (130 a.C.) y llamada la aeolipila.
En la misma obra se describe también el primer prototipo de una máquina de presión, que después fue motivo de varios estudios por Matthesuis en Alemania en l57l, de Caus en Francia en 1615 y en Italia por Ramelli en 1588, della Porta en 1601 y Branca en 1629. Posteriormente,en 1663, Edward Someret, en su obra Un siglo de invenciones describe un método para elevar un volumen de agua usando vapor, pero no fue sino hasta los años de 1698 a 1725 cuando la idea de Somerset fue puesta en práctica y utilizada para satisfacer diversas necesidades.
En 1698 Thomas Savery obtuvo la patente de una máquina usada para elevar grandes cantidades de agua. Funcionaba al inyectar vapora un recipiente lleno de agua hasta vaciar su contenido por un tubo vertical a través de una válvula de seguridad.
La Aeolipia fue modificada de diversas maneras, destinadas a mejorar la cantidad de agua y la altura a que ésta podía elevarse, ya que estas características estaban limitadas por la presión que podían soportar las calderas. Denis Papin había sugirió la primera versión de unamáquina de vapor usando un cilindro y un pistón. Thomas Newcomen y John Cawley, mejoraron la operación del pistón al forzar su caída por acción de la presión atmosférica. Al hacerlo producía trabajo mecánico sobre una bomba que introducía el agua por bombear. Después de varios ajustes técnicos estas máquinas fueron producidas en gran tamaño y en serie por John Smeaton hasta que fueron superadas por lasinnovaciones de James Watt, cuando al reparar una de las máquinas de Newcomen se sorprendió de ver el desperdicio de vapor que ocurría durante el proceso de calentamiento y enfriamiento del cilindro, dentro del cual operaba el pistón. El remedio, fue mantener el cilindro tan caliente como el vapor de entrada. Después sus experimentos lo llevaron a patentar una máquina que superaba a las de suantecesor por su mayor rapidez en la carrera del pistón y por ser más económica en cuanto al consumo de combustible, sin embargo tenía otras limitaciones técnicas, las cuales fueron superadas por el propio Watt ideando la forma de usar la máquina para hacer girar un eje y por lo tanto, abrir sus aplicaciones a otros usos además del bombeo. Inventores como Trevitchik, Woolf, Evans, Cugnot y otros,hicieron que esta máquina llegara a un estado de perfección tal que la máquina de vapor se transformó en la máquina habitual para la navegación marina lográndose alcanzar presiones de vapor muy altas y velocidades de pistón considerables. Con la invención de la turbina de vapor la navegación marina se desarrollo, superado posteriormente por los combustibles nucleares.
En la turbina de vapor,desarrollada por Parsons en 1884, la presión del vapor se utiliza para poner directamente al fluido en movimiento y no al pistón.
Los termómetros producto de la obra de Gabriel Fahrenheit en 1717, eran reproducibles con precisión, surgieron de la necesidad de contar con un instrumento preciso a las sensaciones de frío y caliente que al tacto son difíciles de cuantificar. La palabra temperatura provienedel latín temperare que significa "mezclar apropiadamente" o templar. En 1620, sir Francis Bacon en su obra Novum Organum propuso un método para estudiar e interpretar la naturaleza y eligió la naturaleza del calor. El método consiste de tres pasos: el primero, listar todas las "instancias asociadas a la ‘naturaleza’ que se desea investigar; el segundo es una revisión de la lista y el tercero...