Termodinamica

EL NACIMIENTO DE LA TERMODINÁMICA Por: Ing. Angel Zapata Ceballos Departamento de Ingeniería Química Universidad del Valle 1. INTRODUCCIÓN

¿Qué aporta la Termodinámica a nuestro conocimiento del mundo?
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Empecemos con una cita de Kant, tomada del prefacio a la segunda edición de la “Crítica de la Razón Pura”. Dice así:

“Si en el trabajo de los conocimientos que pertenecen a la obra dela razón se sigue o no la senda segura de la ciencia, cosa es que por los resultados bien pronto se juzga”. Al aplicar este criterio a la Termodinámica, se encuentra que casi ninguna otra ciencia encontró más pronto su ruta, su objeto y su método, que la ciencia de las relaciones entre las distintas formas de energía. En efecto, en el curso de apenas 30 años, después de que Sadi Carnot señalara laruta apropiada, los problemas pertenecientes al análisis de las diversas formas de energía, se multiplicaron en el mundo científico: en la Física, en la Química, en la Biología y en la Termología propiamente dicha. Los desarrollos surgidos en el seno de estas ciencias y la magnitud de los problemas resueltos, nos hablan claramente de la oportunidad de la Termodinámica y de la generalidad de sumétodo. Esta situación nos deja la sensación de que la Termodinámica hubiera sido algo como una Ciencia esperada, latente en todos los campos científicos adyacentes y que su llegada hubiera sido celebrada con alborozo. Pero, sigamos citando a Kant. En el mismo texto, y refiriéndose a quien por primera vez demostró el triángulo isósceles, nos dice estas palabras luminosas: “Por el hecho observó quepara conocer las propiedades de una figura, no convenía guiarse por lo que en la figura contemplaba y menos en su simple concepto, que lo que le correspondía es señalar lo que él mismo había introducido con su pensamiento, según conceptos a priori y expuestos por construcción”. Más adelante destacaremos el significado profundo de este párrafo en la génesis de toda ciencia y en la esencia del métodocientífico, recordando que la segunda edición de la “Crítica” data de 1767, es decir, casi cincuenta años antes de la obra de Carnot.

Angela Quintero Torres, Ingeniería Química, Universidad Nacional, Bogotá.

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Para responder a la pregunta con que empezamos esta Introducción, podemos decir que la Termodinámica nos ayuda a establecer las relaciones entre las distintas formas de la energía,como queda dicho. Nos ayuda a definir la ruta evolutiva de un sistema a través del estudio de los cambios de energía de sus propias transiciones, es decir, que los cambios de energía en los pasos del sistema, nos van mostrando la ruta que sigue el sistema.

Naturalmente que esta definición es el fruto de un proceso muy largo, que se inició hace más de ciento cincuenta años, en una época en quelas formas de energía: cinética, potencial, calórica, química, etc., apenas empezaban a definirse. Pero, gracias a la precisión con que fueron enunciados los dos principios generales de la Termodinámica, es decir, la Ley de la Conservación de la Energía y la Ley del incremento de la entropía en los procesos espontáneos, se alzó rápidamente, lo que podríamos denominar, la filosofía de esta Ciencia.Desde el principio, la Termodinámica fue formulada de una manera especial, no porque ella hubiera nacido madura y previsiva, sino porque los problemas que empezó a resolver, la forma como fueron resueltos y la visión general de quienes los resolvieron, tuvieron el efecto de preservarla de caer en ciertas “trampas”, en el uso de “modelos” que fueron obstáculos para otras Ciencias. En efecto, losprincipios de la Termodinámica se formularon independientes de modelos atómicos y moleculares; no incorporaron en sus análisis ningún mecanismo de transformación; no incluyeron el tiempo explícitamente; resultaron independientes de estadísticas de cualquier tipo y se olvidaron de la historia del sistema en estudio anterior al momento de analizarlo. Uno no sabe cómo interpretar este conjunto de...