Triptico Principio De Conservacionde La Energia

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* En pocas palabras, U es una variable de estado, Q y W sólo tienen sentido y aparecen en escena si ocurre un proceso. A menudo, aun después de todas estas consideraciones, es frecuente escuchar la pregunta: ¿ Y qué es el calor? La respuesta es ahora obvia: es una forma de energía que aparece en un proceso y cuyo origen no es mecánico. El frotamiento continuo entre dos cuerpos,como observó Rumford, genera "calor".
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* Cierto es que para producir ese frotamiento requerimos de un agente externo, sea el esfuerzo muscular de quien los frota, el caballo que daba vueltas al taladro en el experimento de Rumford, etc. Pero la acción misma de frotamiento produce una energía que como mostró Carnot no puede convertirseíntegramente en trabajo útil. Sin embargo su inclusión en la descripción global de un proceso, en cuanto a un balance de energía concierne, es imprescindible para estar en concordancia con el principio de LA conservación de la energía.
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PRINCIPIO DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA
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* Los estudios decisivos que condujeron a establecer la equivalencia entreel trabajo mecánico y el calor fueron realizados en 1840 por James Joule en la Gran Bretaña. Tales estudios estuvieron inspirados en los trabajos que Rumford había llevado a cabo casi cincuenta años antes y que describimos en el capítulo anterior. En un trabajo intitulado EI equivalente mecánico de calor, que data de 1843 y que fue publicado en 1850, Joule presentó evidencia inequívoca justificandolas conclusiones de Rumford.
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Finalmente, se plantea la pregunta acerca de cómo calcular la cantidad de calor correspondiente a una cantidad dada de energía cinética o potencial (¡El equivalente mecánico del calor!). En este punto crucial, Mayer plantea un "experimento pensado" y esboza un cálculo mediante el cual muestra que J = 4 200 julios/Kcal, elcual considerando la imprecisión de un método, es muy razonable si lo comparamos con la ecuación . Sin embargo, su trabajo pasó desapercibido y no recibió crédito alguno en los 20 años subsecuentes.
Es así como para 1847-1850, cuando las locomotoras recorrían grandes distancias, los ríos y lagos eran surcados por buques de vapor y la máquina de vapor era de uso común, apenas se establecían lasbases teóricas de la equivalencia entre calor y trabajo mecánico, en tanto se desterraban los últimos resquicios de la teoría del calórico y se asentaba el concepto de "energía interna" como un postulado ahora llamado la primera ley de la termostática. Sin embargo subsistía sin responderse una segunda pregunta planteada por Sadi Carnot en 1824: ¿Qué fracción del calor cedido a una máquina térmica esaprovechable? Su respuesta condujo a los físicos de la época por el sendero de la segunda ley de la termostática y el todavía controvertido y escurridizo concepto de la entropía.











Hizo ver también que si en el experimento de Rumford se supone que la rapidez con que se suministra el trabajo (potencia) es, como indica Rumford, de un caballode fuerza se puede estimar que el trabajo requerido para elevar una libra (454 g) de agua, 1º F (18º C) es aproximadamente igual a 1 000 ft. lb (1 356 julios) lo cual no es muy diferente del valor obtenido en sus propios experimentos, 772 ft-lb (1 046 julios)..

El experimento de Joule fue una verdadera proeza de precisión y de ingenio considerando los medios de que se disponían en esa época.El aparato (ver Fig. 4) consistía esencialmente en un eje rotatorio dotado de una serie de paletas, de hecho ocho brazos resolventes, girando entre cuatro conjuntos de paletas estacionarias. El propósito de estas paletas era agitar el líquido que se colocaba en el espacio libre entre ellas. El eje se conectaba mediante un sistema de poleas y cuerdas muy finas a un par de masas de peso conocido....