Termodinamica basica

Tema 4- Conceptos básicos de termodinámica. Temperatura
Bibliografía recomendada:

“Física de COU”. En general cualquier libro de texto a nivel de Física de COU, en su parte de
termodinámica
“Física Universitaria“ novena edición SEARS, ZEMANSKY, YOUNG y FREEDMAN. Capítulo 15.
Volumen 1. Addison Wesley Longman.
“Física, la naturaleza de las cosas”. Edición 2001. S.M. LEA y J.R. BURKE.Capítulo 19.
Volumen1. Paraninfo. Thomson Learning.
“Física para la ciencia y la tecnología”. Cuarta edición. P.A.TIPLER. Capítulo 18. Reverté.
“Física Clásica y Moderna”. GETTYS, KELLER y SKOVE. Capítulo 16. Mc Graw Hill.
“Física”. 1 volumen de M. ALONSO y E.J. FINN. Capítulo 15. Addison Wesley Iberoamericana
(1992).
Introducción.
Lectura: TERMODINAMICA.
Los primeros estudios sobre elcalor fueron realizados, evidentemente, por el hombre primitivo,
quien descubrió la forma de hacer fuego, movido por la noción de calor y frío innatas en el
hombre, y buscando un aporte energético que sustituyera al solar en ausencia de éste.
Hay que llegar a Galileo para encontrar el primer intento de medir de alguna manera esas
sensaciones. Sin preocuparse de establecer una escala demedidas construyó, en 1592, su
conocido termoscópio, que estaba basado en la dilatación del aire encerrado en un tubo fino y
sobre el cual había colocado un líquido coloreado.
El primer termómetro de alcohol fue construido en 1635 por el Duque Fernando de Toscana y
el primero de mercurio, 1640, por los alumnos de la Academia Lincei de Italia.
Robert Boyle (1627-1691), en 1662, establecióla ley que lleva su nombre. Charles (1746-1823)
en 1787 y Gay-Lussac (1778-1850) en 1802, establecieron la ley conocida con el nombre de
este último. Ambas leyes permitieron la creación del termómetro de gas y el establecimiento de
una temperatura absoluta.
Las magnitudes Temperatura y Calor, durante mucho tiempo no se consideraron diferentes. J.
Black (1728-1799), médico escocés, tuvo unpapel relevante en la clarificación y definición de
estas dos magnitudes.
Antes de la época de Black, las palabras calor y temperatura se usaban, más o menos, de una
forma indiscriminada: Fahrenheit habla de grados de calor cuando se refiere a mediciones de
temperatura. Black hizo la significativa precisión conceptual, de distinguir entre estos términos,
indicando que Temperatura, serefiere, por tanto, al número observado sobre la escala de un
termómetro; calor, se refiere a aquello que intercambian los cuerpos a diferentes temperaturas.
Black, consideró al calor como un fluido que llamó calórico, el cual podia interpenetrar todos los
cuerpos materiales aumentando su temperatura. Sin embargo, definió perfectamente la unidad
de calor y estableció los conceptos de calorespecífico y calor latente.
El fenómeno de igualación de temperatura entre dos cuerpos se intetentó explicar durante
algún tiempo por la teoría del calórico. Se interpretaba el hecho, como un travase de cierto
fluido, del cuerpo más caliente al más frío. Un experimento crucial, permitió probar la invalidez
de esta teoría y a la vez descubrir el sentido preciso de la magnitud calor. Talexperimento fue
observado por Thompsonl(1753-1814), Conde de Rumford.
Aunque Carnot (1796-1832) sigue intentando establecer la analogía entre el calor y un fluido,
Mayer (1814-1878) en su artículo "Observaciones sobre las fuerzas de la naturaleza
inanimada", publicada en 1842, narra como se transforma la energía mecánica, aportada por 2
un caballo, en aumento de temperatura de una pasta, quees agitada por unas aspas movidas
por aquél.
El honor de establecer definitivamente el calor, como una forma de energía corresponde a
Joule(1818-1889), cervecero de Manchester, quien además determinó el equivalente mecánico
del calor. El Primer Principio de la Termodinámica era el mismo de la conservación de la
energía, en el cual ahora intervenía otra forma más de energía, el calor....