Termodinámica: Historia

Entre los años 1600 y 1700, Europa    vivió    una etapa de mucho frio, por lo          tanto los científicos de la época se vieron obligados  a estudiar el ¨CALOR¨, dando como resultado la invención  de máquinas que fueron utilizadas para eliminar el intenso frío y así poder independizarse del calor  proporcionado tanto  por el ser  humano como  por  los  animales. Más adelante estas máquinas mejoraron y fue así como surgió la ciencia de la termodinámica.

Termodinámica viene del griego “termo” que significa “calor” y “dinámico” que significa “fuerza” y describe cómo los sistemas macroscópicos responden a los cambios en su entorno. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor. En esencia, estudia la circulación de la energía y cómo ésta infunde movimiento a partir de la temperatura, presión y volumen e incluye una magnitud llamada Entropía, que mide el orden y el estado dinámico de los sistemas.

Se entiende por termodinámica a la parte de la física que describe y relaciona las propiedades de la materia, así como sus intercambios energéticos.  En otras palabras podemos decir que termodinámica es el estudio de las propiedades   de la energía térmica y de sus cambios.

En el siglo XVIII   los científicos  empezaron a entender la diferencia entre un cuerpo caliente y uno frío, dando explicaciones como que cuando un cuerpo   se  calentaba aparecía   una   sustancia   invisible que   llamaron ¨Calórico¨. Decían que los cuerpos calientes, tenían más  ¨Calórico¨ que los cuerpos fríos, sin embargo esta teoría no podía explicar todo. Es por eso que a finales del siglo XIX apareció una nueva teoría que remplazaría a la del ¨Calórico¨.  Esta nueva teoría decía  que la materia estaba constituida por pequeñas partículas que se mueven constantemente,  con la diferencia de que en un cuerpo CALIENTE las partículas se mueven más rápido, por lo tanto tendrán mayor ENERGÍA que las partículas del cuerpo FRÍO.  A esta teoría la llamaron TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR.

Para entender mejor lo que sucede con la teoría cinética molecular, usaremos un ejemplo sencillo cuando se lanza una pelota.

De la gráfica anterior se puede observar que  el cuerpo posee una energía cinética  en virtud de su velocidad y  una energía potencial en virtud de su altura. Estas energías hacen parte de la energía total externa, sin embargo las partículas internas que conforman la pelota están en constante movimiento, por lo tanto también poseen energía potencial    y   cinética.

Sí amplificamos una parte de la pelota,  las partículas internas también están en constante movimiento, éstas están unidas unas a otras por medio de una especie de ¨resorte¨ que a su vez posee energía potencial elástica y energía cinética, el resorte hace las veces de las fuerzas electromagnéticas que mantienen unida a la pelota.

La suma de las energías cinética y potencial  de todo el movimiento interno de las partículas  se llamará ENERGÍA TÉRMICA  o  energía interna.

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