Energía potencial electrostática

<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-Y7KoMs1ee4c/T0wci1P7KeI/AAAAAAAAHdE/DRRHjOnaEwI/s1600/energ%C3%ADa+potencial+electrost%C3%A1tica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="188" src="http://1.bp.blogspot.com/-Y7KoMs1ee4c/T0wci1P7KeI/AAAAAAAAHdE/DRRHjOnaEwI/s200/energ%C3%ADa+potencial+electrost%C3%A1tica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" width="200" /></a></div><div style="text-align: justify;">En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Suele abreviarse con la letra  o .</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Energía potencial asociada a campos de fuerzas</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energía potencial, como se verá a continuación. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Una fuerza es conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades :</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Cuando el rotacional de la fuerza es cero.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir, que cualquiera de ellas implica la otra). </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>En estas condiciones, la energía potencial se define como :</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://2.bp.blogspot.com/-5JZBA8KrWIs/T0wbZYh5XgI/AAAAAAAAHck/WryiejS3A28/s1600/energ%C3%ADa+potencial+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-5JZBA8KrWIs/T0wbZYh5XgI/AAAAAAAAHck/WryiejS3A28/s1600/energ%C3%ADa+potencial+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Energía potencial gravitatoria</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La fuerza gravitatoria mantiene a los planetas en órbita en torno al sol.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La energía potencial gravitatoria es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta dependerá de la altura relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estará actuando en contra de la fuerza gravitacional. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si el libro cae, el mismo trabajo que el empleado para levantarlo, será efectuado por la fuerza gravitacional.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por esto, un libro a un metro del piso tiene menos energía potencial que otro a dos metros, o un libro de mayor masa a la misma altura.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si bien la fuerza gravitacional varía junto a la altura, la diferencia es muy pequeña como para ser considerada, por lo que se considera a la aceleración de la gravedad como una constante. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En la tierra por ejemplo, la aceleración de la gravedad es considerada de 9,8 m/s2 en cualquier parte. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En cambio en la luna, cuya gravedad es muy inferior, se generaliza el valor de 1,66 m/s2.</div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Para estos casos en los que la variación de la gravedad es insignificante, se aplica la fórmula :</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://2.bp.blogspot.com/--Tz_DGLWX9I/T0wbvp2NSHI/AAAAAAAAHcs/TZPs9lDCTdM/s1600/energ%C3%ADa+potencial+1+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/--Tz_DGLWX9I/T0wbvp2NSHI/AAAAAAAAHcs/TZPs9lDCTdM/s1600/energ%C3%ADa+potencial+1+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://4.bp.blogspot.com/-Cl9OpVZH43Q/T0wcC_--0KI/AAAAAAAAHc0/I4ckY_ah3t8/s1600/energia+potencial+electrostatica+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-Cl9OpVZH43Q/T0wcC_--0KI/AAAAAAAAHc0/I4ckY_ah3t8/s1600/energia+potencial+electrostatica+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><b>Energía potencial elástica</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta catapulta hace uso de la energía potencial elástica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Potencial armónico (caso unidimensional), dada una partícula en un campo de fuerzas que responda a la ley de Hooke (F= -k|r|) siendo k la constante de dicho campo, su energía potencial será V = 1/2 K |r|².</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Energía de deformación (caso lineal general), en este caso la función escalar que da el campo de tensiones es la energía libre de Helmholtz por unidad de volumen f que representa la energía de deformación. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para un sólido elástico lineal e isótropo, la energía potencial elástica en función de las deformaciones εij y la temperatura la energía libre de un cuerpo deformado viene dada por :</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-lKgIRkFXU8E/T0wcPhA9RrI/AAAAAAAAHc8/TTKh_vhIN14/s1600/energia+de+deformacion+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-lKgIRkFXU8E/T0wcPhA9RrI/AAAAAAAAHc8/TTKh_vhIN14/s1600/energia+de+deformacion+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div>

Energía potencial electrostática

En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función excl...

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La superfuerza

<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://1.bp.blogspot.com/-3xNZzT-v7xA/TzMW3g9WPlI/AAAAAAAAHMk/Ig9PSgh2K7E/s1600/superfuerza+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="200" src="http://1.bp.blogspot.com/-3xNZzT-v7xA/TzMW3g9WPlI/AAAAAAAAHMk/Ig9PSgh2K7E/s200/superfuerza+energia+libre+para+todos.jpg" width="183" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> A todos nos gustan las historias de aventuras. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Una de las más fascinantes aventuras de todos los tiempos está ocurriendo ahora, en el insustancial mundo de la física fundamental. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los personajes de la historia son científicos, y lo que buscan es un tesoro de inimaginable valor... nada menos que la clave del Universo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Espectaculares desarrollos surgen directamente de varios avances importantes efectuados en física fundamental durante la última década, especialmente en el área conocida como física de las partículas de alta energía. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En el frente experimental, importantes descubrimientos nos revelan por primera vez profundas relaciones entre las partículas subnucleares y las fuerzas que yacen ocultas dentro de la materia. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Pero los avances en la comprensión teórica son, por así decir, aún más espectaculares. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Dos nuevos esquemas conceptuales se están abriendo paso, uno de ellos bajo el nombre de "teorías del centro unificado" (TCU), y el otro bajo el de "supersimetría". </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las dos líneas de investigación apuntan hacia una idea apremiante, la de que toda la naturaleza está en último término controlada por la acción de una única superfuerza. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Toda ciencia es esencialmente una búsqueda de unidad. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El científico, relacionando distintos fenómenos en una teoría o descripción común, unifica parte de nuestro confuso y complejo mundo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Lo que hace tan excitantes los recientes descubrimientos es que, en teoría, todos los fenómenos naturales pueden ser ahora abarcados por un solo esquema descriptivo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La búsqueda de una superfuerza puede ser rastreada hasta los primeros trabajos de Einstein y otros, que intentaron construir una teoría del campo unificado. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Un siglo antes, Faraday y Maxwell habían mostrado que la electricidad y el magnetismo son fuerzas tan íntimamente relacionadas entre sí que pueden ser descritas por un campo electromagnético unificado. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El éxito de esta descripción puede medirse por el tremendo impacto que la radio y la electrónica que derivan del concepto de campo electromagnético han tenido en nuestra sociedad. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Siempre ha habido una gran motivación para extender el proceso unificador y fundir el campo electromagnético con otros campos de fuerza, como la gravedad. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Quién sabe qué extraordinarios resultados puede traer esta unificación!</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El siguiente paso, sin embargo, resultó no ser tan fácil. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La búsqueda de Einstein de una teoría unificada de los campos electromagnético y gravitatorio fue en vano, y sólo hacia finales de los años 60 se avanzó un t anto en el camino de la unificación al demostrarse que el electromagnetismo puede ser combinado matemáticamente con una de las fuerzas nucleares (conocida por los físicos como fuerza débil). </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La nueva teoría dio lugar a predicciones comprobables, entre las cuales la más espectacular fué la existencia de un nuevo tipo de luz, compuesta no por fotones ordinarios, sino por unas misteriosas partículas Z. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En 1.983, en una serie de experimentos de colisión a altas energías en un acelerador de partículas subatómicas cerca de Ginebra, las partículas Z fueron finalmente producidas y la teoría unificada fué confirmada triunfalmente.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Por aquel entonces, los teóricos habían ya forjado y formulado una teoría mucho más ambiciosa que unificaba el otro tipo de fuerza nuclear (la fuerte) con la fuerza electromagnética y la fuerza débil. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Trabajos paralelos sobre la gravedad han empezado a mostrar cómo fundir esta fuerza con las demás en una teoría unificada. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los físicos creen que en la naturaleza actúan solamente estas cuatro fuerzas fundamentales, y así se abre el camino para una teoría completamente integrada en la cual todas las fuerzas se engloban en un solo esquema descriptivo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La teoría del campo unificado, buscada durante tantas décadas, parece hallarse finalmente al alcance de la mano.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En sus intentos de amalgamar las cuatro fuerzas de la naturaleza en una superfuerza común, los físicos han obtenido algunas premisas excelentes. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La moderna teoría de las fuerzas se ha desarrollado a partir de la física cuántica, en la cual los campos de fuerza actúan transportando partículas "mensajeras". </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Puesto que toda la materia está compuesta también de partículas, la física cuántica proporciona una descripción común de fuerza y materia. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Por supuesto, es imposible desenmarañar la naturaleza de las fuerzas a partir de la estructura microscópica de la materia: las partículas actúan sobre otras partículas (y sobre sí mismas) a través del intercambio de más partículas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De ello se sigue que la teoría unificada de las fuerzas es también una teoría unificada de la materia. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El asombroso conjunto de especies de partículas catalogadas por los experimentadores a lo largo de los últimos cincuenta años no es ya una mezcolanza carente de significado; pueden ser ordenadas en un esquema sistemático.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El concepto de simetría es fundamental para el programa de unificación. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En su aspecto más básico, la simetría se halla presente donde existan lazos conectores entre distintas partes de un objeto o sistema. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si las partículas subatómicas con propiedades estrechamente relacionadas se agrupan en familias, el esquema que se obtiene sugiere la labor de profundas simetrías. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De estos apasionantes avances en nuestra comprensión de las fuerzas básicas que conforman el mundo físico surge la idea de que la estructura esencial del Universo actual fue determinada en las más remotas épocas cósmicas, cuando el Universo tenía mucho menos de un segundo de edad. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Una a una, las cuatro fuerzas fundamentales (gravedad, electromagnetismo, y dos tipos de fuerza nuclear) se separaron de la superfuerza. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Paso a paso, las partículas que iban a constituir toda la materia del mundo adquirieron sus actuales identidades. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El concepto moderno de fuerza no se desarrolló completamente hasta el siglo XVII, con las leyes de la mecánica de Newton. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El golpe maestro de Newton fué darse cuenta de que el movimiento como tal no requería necesariamente una fuerza. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Un cuerpo material se moverá a una velocidad uniforme en una dirección fija sin ningún impulso externo que tire de él o lo empuje. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Tan sólo las desviaciones del movimiento uniforme requieren una explicación, es decir, la presencia de fuerzas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Según Newton, las fuerzas producen aceleraciones, y proporcionó una fórmula matemática precisa para relacionar ambos conceptos.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La teoría de Newton eliminó de inmediato una dificultad relativa al movimiento de la Tierra en torno al Sol. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> No hay ningún elemento visible que empuje o tire de la Tierra a lo largo de su órbita. Según la teoría de Newton, no se necesita ninguno. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El hecho del movimiento de la Tierra no es un problema; sólo su desvío de la uniformidad (movimiento en línea recta a una velocidad constante) requiere explicación. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La trayectoria de la Tierra en el espacio se curva en torno al Sol, un hecho fácilmente explicado por la fuerza gravitatoria de este último.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La mecánica de Newton se aceptó rápidamente como una feliz descripción de la fuerza y el movimiento, y en la actualidad es la base de toda la ingeniería. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> No hace ninguna referencia, sin embargo, al origen de las fuerzas que aceleran la materia. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A primera vista, esas fuerzas parecen ser muchas y variadas: el impacto del viento sobre el discurrir de un arroyo, la presión del aire sobre el agua, el insistente empuje del metal en expansión, el violento estallido de los productos químicos al explotar, el tirón de un elástico tensado, la energía muscular humana, el peso de los objetos, etc. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Algunas fuerzas parecen actuar directamente por contacto con un cuerpo, como al tirar de una cuerda, mientras que otras, como la gravedad, parecen actuar a distancia a través del espacio vacío.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Pese a su gran variedad, un estudio cuidadoso ha demostrado que toda la actividad de la naturaleza puede ser reducida a la actuación de aquellas cuatro fuerzas fundamentales. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Esas fuerzas son, en último término, responsables de toda la actividad del mundo; son la fuente de todos los cambios. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cada fuerza posee sus semejanzas y sus diferencias con respecto a las demás. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Comprender las propiedades de esas cuatro fuerzas es una tarea importante para el físico y constituye un requisito esencial en el camino hacia la superfuerza.</div> <div style="text-align: justify;"> <b><br /> </b></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Cómo estamos constituídos?</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si no hubiera fuerzas, las partículas de materia vagarían independientemente, ignorantes de la existencia de las demás. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La presencia de fuerzas permite a las partículas reconocer a otras partículas y reaccionar ante ellas, desarrollando así un comportamiento colectivo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando un ingeniero habla de fuerzas, normalmente piensa en algo que tira o empuja, como una cuerda o un cable. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Podemos visualizar rápidamente este tipo de fuerzas y comprender con facilidad, gracias a la experiencia directa, cómo actúan. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Hay, sin embargo, otras manifestaciones de fuerzas que son menos familiares, como la degradación radiactiva de un núcleo atómico o la explosión de una estrella. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Puesto que toda la materia está formada por partículas, deberemos recurrir en última instancia a la física de partículas para pedir una explicación de las fuerzas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Al hacerlo, descubriremos que todas las fuerzas, sean cuales fueren sus manifestaciones a gran escala, pueden reducirse a cuatro variedades básicas: gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Veremos cómo las fuerzas se comunican de una partícula a otra, y también que fuerzas y partículas se hallan íntimamente relacionadas, de tal modo que no podemos comprender las unas sin comprender las otras.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Con el aumento del tamaño de las cosas, cambia la importancia relativa de las cuatro fuerzas. En el ámbito de los quarks y de los núcleos dominan las dos fuerzas nucleares. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La fuerza nuclear fuerte es responsable de mantener unidos los quarks en protones y neutrones y de asegurar la cohesión de los núcleos atómicos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En el nivel atómico, la fuerza dominante es el electromagnetismo, que retiene a los electrones junto al núcleo y permite que los átomos se combinen entre sí para formar moléculas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La mayor parte de las fuerzas "cotidianas", como la tensión de un cable o la presión de un objeto contra otro, son ejemplos de la acción a gran escala de las fuerzas electromagnéticas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En lo que respecta a los sistemas astronómicos, la fuerza dominante es la gravedad. Así, pues, cada fuerza desempeña su papel particular a una escala determinada de tamaño, y cada una de ellas tiene una misión importante que cumplir en el modelado de los rasgos del mundo físico.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En años recientes los físicos han empezado a preguntarse por las relaciones entre las cuatro fuerzas que controlan el Universo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Hay alguna conexión entre ellas? </b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Son simplemente cuatro manifestaciones distintas de una única superfuerza subyacente? </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si esta superfuerza existe, será en última instancia la responsable de toda la actividad del Universo, desde la creación de las partículas subatómicas hasta el colapso de una estrella. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La liberación de esta superfuerza nos dará un poder inimaginable. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Nos permitirá, quizá, explicar incluso cómo empezó a existir el Universo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Tomemos, por ejemplo, el mundo de las partículas cuánticas subatómicas, donde la intuición fracasa por completo y la naturaleza parece estar jugándonos sucios trucos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Uno de ellos es el de la barrera. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Supongamos, por ejemplo, que arrojamos una piedra contra una ventana. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si la piedra se mueve lentamente rebotará, dejando la ventana intacta. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Con mayor energía, la piedra romperá los cristales y pasará a través de la ventana. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Podemos realizar un ejercicio similar en el mundo atómico, donde el papel de la piedra lo representa una partícula, como un electrón, y la ventana es una especie de frágil barrera, como la que nos proporciona un conjunto de átomos o un voltaje eléctrico. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A menudo el electrón actuará del mismo modo que la piedra, rebotando cuando se acerca lentamente a la barrera y rompiéndola y pasando a su través cuando posee más energía. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Pero a veces esta simple regla se viola flagrantemente: el electrón rebota aunque posea energía más que suficiente para abrirse paso a través de la barrera.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Más extrañas aún son las situaciones en que un electrón que no posee la energía suficiente para atravesar la barrera aparece milagrosamente al otro lado. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Supongamos que al arrojar suavemente una piedra a una ventana ¡vemos como atraviesa el cristal y, sin romperlo, aparece al otro lado! </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Este tipo de truco es exactamente el que hacen los electrones. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En efecto, excavan un "túnel" a través de una barrera impenetrable. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Otro truco puede producirse cuando un electrón se aproxima a un precipicio al cual está a punto de caer. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Al llegar al borde del abismo puede cambiar bruscamente de dirección. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Este comportamiento no es en absoluto predecible. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A veces el electrón dará media vuelta; otras se despeñará.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Esos extraños fenómenos hacen parecer que el electrón es capaz de sentir su entorno. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando llega a una barrera parece "ver" más allá de ella y razonar: «La barrera es delgada, de modo que desapareceré y me materializaré al otro lado.» </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Aunque la idea de que un electrón pueda estar aquí en un determinado momento y allí en el siguiente parece absolutamente extraña, esto es lo que ocurre. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De hecho, los electrones se comportan en ciertos aspectos como si se hallaran en muchos lugares distintos a la vez. es importante darse cuenta de que estas extravagantes travesuras no son simplemente ciencia especulativa. el "efecto túnel", por ejemplo, es explotado en un cierto número de dispositivos microelectrónicos comerciales, como el diodo a túnel. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De hecho, incluso el flujo ordinario de electricidad en un hilo de cobre posee un elemento de túnel.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Muchas de las extravagancias de los electrones se deben a que en algunos aspectos se comportan como ondas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De hecho, es posible demostrar las ondulaciones de las ondas del electrón en diversos experimentos controlados. La idea de que algo puede ser a la vez una onda y una partícula desafía a la imaginación, pero la existencia de esta "dualidad" onda-partícula está fuera de toda duda. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Ocurre también que lo que normalmente identificamos como onda puede tomar aspectos de partícula en el micromundo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las ondas de luz, por ejemplo, se comportan como un haz de partículas cuando arrancan electrones de las superficies metálicas (efecto fotoeléctrico). </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las partículas de luz son conocidas como fotones, y los físicos los sitúan aliado de los electrones y los quarks en la lista de partículas fundamentales. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Es imposible imaginarse una onda-partícula. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> No hay nada en el mundo cotidiano que se parezca ni remotamente a tamaña monstruosidad. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si nos topáramos con una onda-partícula seríamos incapaces de reconocer nada.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Gran parte de las dificultades que se hallan en la comprensión de la física moderna se deben a los intentos de hacer encajar los conceptos abstractos en el esquema "cotidiano" del sentido común. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Parece que se sufre una profunda necesidad psicológica de reducir toda realidad a imágenes simples y fácilmente digeribles. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando aparece algo, como una onda-partícula, que no tiene contrapartida en la experiencia directa, el resultado es el asombro, o incluso el escepticismo absoluto. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Es posible que los estudiantes de física tengan la impresión de no haber comprendido correctamente al no poseer una imagen mental sencilla de lo que ocurre. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Frecuentemente recibo cartas o manuscritos de científicos aficionados que afirman que han desarrollado una nueva teoría de la física de partículas basada en nociones de sentido común. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sus motivaciones -las de los autores- se apoyan en el hecho de que los físicos profesionales tienen que estar equivocados si ellos -los autores- no pueden comprender los conceptos implicados. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Ningún principio de la naturaleza, declaran, puede ser abstracto e insólito. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Curiosamente, nadie parece denunciar el arte abstracto con términos tan infamantes.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los electrones no son las únicas partículas sujetas a los caprichos de los fenómenos cuánticos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sus propiedades son compartidas por todas las partículas microscópicas, incluidos los quarks. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los efectos descritos más arriba ocurren todos a una energía relativamente baja. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Más peculiares aún son algunos de los efectos de las altas energías, como la brusca aparición de una partícula donde antes no existía ninguna, o la descomposición de una partícula inestable en una lluvia de otras partículas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Hay incluso partículas "Jekyll y Hyde", en las que dos entidades separadas parecen fundirse en una estructura híbrida de identidad esquizofrénica.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Entre las más extrañas partículas subatómicas se hallan los neutrinos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Esos objetos fantasmales no tienen probablemente masa y viajan a la velocidad de la luz. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> No poseen carga eléctrica y prescinden casi completamente de la materia sólida. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los neutrinos son tan insustanciales que pueden pasar fácilmente a través de la Tierra, e incluso pueden atravesar una capa de plomo de varios años luz de espesor! Incontables millones de neutrinos nos están atravesando en el breve tiempo necesario para leer estas palabras.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los neutrinos están muy cerca de ser una pura nada, excepto por una propiedad vital llamada spin. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A veces se dice que giran, literalmente, como la Tierra gira sobre su eje, pero de hecho la analogía es errónea.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El spin de un neutrino tiene rasgos decididamente extraños.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La astrofísica es otro tema donde las nociones del sentido común se han visto despedazadas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las ondas gravitatorias nos ofrecen una buena ilustración del caso. Estas escurridizas alteraciones no son más que agitaciones del espacio en sí, una especie de curvatura espacial viajera. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Son generadas dondequiera que los cuerpos materiales o la energía producen violentos movimientos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Aunque las ondas gravitatorias arrastran consigo energía e impulso, no son propiamente sustanciales; son simplemente ondulaciones de la nada. Igualmente extraordinario es su intenso poder de penetración, que supera incluso el de los efímeros neutrinos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Virtualmente nada puede detener las ondas gravitatorias, lo cual las hace terriblemente difíciles de detectar, ya que simplemente siguen su camino e ignoran el detector.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Para captar estas extravagantes nociones hay que llevar la imaginación al límite. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sería imposible un progreso sistemático de no ser por las matemáticas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las fórmulas abstractas no necesitan imaginación, y pueden describir fielmente los más extraños fenómenos siempre que las ecuaciones utilizadas sean consistentes desde el punto de vista de la lógica. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El uso general de las matemáticas superiores en la física hace que los trabajos más teóricos parezcan un laberinto de símbolos incomprensibles. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las crípticas matemáticas, emparejadas con el fuerte aroma místico de la nueva física, impregna el tema de una atracción casi religiosa, y el físico profesional hace de sumo sacerdote. Indudablemente esto tiene mucho que ver con la enorme popularidad de la nueva física entre las personas de una profunda convicción religiosa o filosófica. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sin embargo, hay que recordar siempre que la física es un tema eminentemente práctico, y que pese a que algunos de sus conceptos parezcan sacados de Alicia en el País de las Maravillas, gran parte de la tecnología moderna depende de nuestra comprensión de estas ideas abstractas.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Un ejemplo clásico, que ocurrió alrededor de 1800, se refiere a las leyes del movimiento del campo electromagnético. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Décadas atrás, Michael Faraday y otros habían establecido que la electricidad y electromagnetismo estaban fuertemente relacionados, y que cada uno se alimentaba del otro. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Los efectos de las fuerzas eléctricas y magnéticas se comprendían mejor en términos de un campo, una especie de invisible halo de influencia que emana de la materia y se extiende por el espacio y es capaz de actuar sobre las partículas cargadas eléctricamente, las corrientes eléctricas y los imanes. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Podemos apreciar este campo cuando acercamos dos imanes y sentimos que se atraen o se repelen mutuamente, aunque no lleguen a tocarse.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Más tarde, alrededor de 1.850, James Clerk Maxwell unificó los campos eléctrico y magnético en un sistema de ecuaciones. Maxwell vio que las ecuaciones parecían desequilibradas: las partes eléctrica y magnética no eran del todo simétricas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En consecuencia, añadió un nuevo término para dar a las ecuaciones un aspecto más agradable y simétrico. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El nuevo término podía interpretarse como un efecto que había sido pasado por alto -la creación de magnetismo por un campo eléctrico variable-, y resultó que existía realmente. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La naturaleza estaba de acuerdo con el sentido estético de Maxwell. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La introducción por parte de Maxwell del nuevo término tuvo profundas consecuencias. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En primer lugar, unificó completamente electricidad y magnetismo en un solo campo, el campo electromagnético. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las ecuaciones de Maxwell fueron la primera teoría del campo unificado y el primer paso en el largo camino hacia la superfuerza. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Demostraron que dos fuerzas aparentemente distintas de la naturaleza son de hecho tan solo dos facetas de una misma fuerza unificada.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En segundo lugar, entre las soluciones de las ecuaciones de Maxwell había algunas inesperadas y excitantes posibilidades. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Se descubrió que las ecuaciones eran satisfechas por varias funciones sinusoidales (de nuevo simetría) que representan ondas u ondulaciones periódicas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Esas ondas electromagnéticas, concluyó Maxwell, viajan por sí mismas a través del campo y se propagan por lo que al parecer es espacio vacío. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sus ecuaciones dieron una fórmula para la velocidad de las ondas en términos de valores eléctricos y magnéticos. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Tras los cálculos, la velocidad era de unos 300.000 kilómetros por segundo, es decir, la velocidad de la luz. La conclusión era obvia: la luz tiene que ser una onda electromagnética. De hecho, puede viajar a través del espacio vacío, ya que gracias a ello vemos el Sol.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Maxwell fue aún más lejos y predijo la existencia de ondas electromagnéticas de otras longitudes de onda, predicción que varios años más tarde fue confirmada cuando Heinrich Hertz produjo las primeras ondas de radio en el laboratorio. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Hoy sabemos que los rayos gamma, los rayos X, los infrarrojos, los ultravioleta y las microondas son también ondas electromagnéticas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La ligera chispa de simetría de Maxwell llegó muy lejos.</div> <div style="text-align: justify;"> <span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span></div> <div style="text-align: justify;"> El descubrimiento de las ondas electromagnéticas, con sus ramificaciones que condujeron a la revolución de la radio y, más tarde, a la electrónica, es un espléndido ejemplo no sólo de la capacidad de las matemáticas para describir el mundo y ampliar nuestro conocimiento acerca de él, sino también del uso de la simetría y la belleza como guía. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Pero se necesitaron cincuenta años para apreciar todas las implicancias de la simetría de las ecuaciones de Maxwell.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A finales del siglo pasado, Henri Poincar y Heinrich Lorentz investigaron la estructura matemática de las ecuaciones de Maxwell, con un ojo puesto en las simetrías que se ocultan bajo los símbolos, simetrías que por aquel entonces eran desconocidas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El celebrado "nuevo término" que Maxwell había introducido para equilibrar sus ecuaciones proporcionaba al campo electromagnético una poderosa pero sutil forma de simetría que no emergió más que después de un cuidadoso análisis matemático. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Parece ser que sólo Einstein, con su intuición sobrehumana, sospechó una simetría de esta naturaleza en el terreno físico.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La simetría de Lorentz-Poincar‚ es similar en espíritu a las simetrías geométricas tales como rotaciones y reflexiones, pero difiere en un aspecto crucial: nadie más había pensado en mezclar el espacio y el tiempo de una manera física. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El espacio es el espacio y el tiempo es el tiempo. Su aparición conjunta en la simetría de Lorentz-Poincar‚ resultaba extraña e inesperada.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En esencia, la nueva simetría se parece a una rotación, pero no sólo en el espacio; también implica al tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Si a las tres dimensiones del espacio añadimos la dimensión temporal para formar un espacio-tiempo tetradimensional, entonces la simetría de Lorentz-Poincar es una especie de rotación en el espacio-tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El efecto de la rotación en el espacio-tiempo es proyectar alguna longitud espacial en el tiempo y viceversa. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Que las ecuaciones de Maxwell sean simétricas bajo una operación de unión del espacio y el tiempo tan peculiar como ésta resulta altamente sugestivo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Fué necesario el genio de Einstein para sacar a la luz todas las implicancias. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Espacio y tiempo no son entidades independientes, se hallan interconectadas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las sutiles "rotaciones" de Lorentz y Poincar‚ no son simplemente matemática abstracta, sino que pueden darse en el mundo real mediante el movimiento. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La clave de las sorprendentes "proyecciones" o distorsiones del espacio-tiempo reside en la velocidad de la luz y de las ondas electromagnéticas en general, velocidad que también se obtiene de las ecuaciones de Maxwell. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Hay pues una profunda relación entre el movimiento ondulatorio electromagnético y la estructura del espacio y del tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando un observador se mueve a una velocidad próxima a la de la luz, espacio y tiempo se distorsionan fuertemente de una forma simétrica, tal como se describe en las operaciones matemáticas de Lorentz y Poincar. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Este era el efecto peculiar, tan contrario al sistema común.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La teoría de la relatividad de Einstein nació de esta nueva e importante intuición de una sutil simetría en la naturaleza, y con ella nació también la nueva física que debía sacudir la comunidad científica y cambiar la faz del siglo XX.</div> <div> <br /></div>

La superfuerza

A todos nos gustan las historias de aventuras.  Una de las más fascinantes aventuras de todos los tiempos está ocurriendo ahora, en e...

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Interacción electromagnética

<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://4.bp.blogspot.com/-gvCvQZPsRvI/TzB9shKIcXI/AAAAAAAAHLs/pAdkj5Q62GA/s1600/interacci%C3%B3n+electromagn%C3%A9tica+energia+libre+para+todos.gif" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="135" src="http://4.bp.blogspot.com/-gvCvQZPsRvI/TzB9shKIcXI/AAAAAAAAHLs/pAdkj5Q62GA/s200/interacci%C3%B3n+electromagn%C3%A9tica+energia+libre+para+todos.gif" width="200" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> La interacción electromagnética es la interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las partículas fundamentales interactúan electromagnéticamente mediante el intercambio de fotones entre partículas cargadas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La electrodinámica cuántica proporciona la descripción cuántica de esta interacción, que puede ser unificada con la interacción nuclear débil según el modelo electrodébil.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Electromagnetismo clásico</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En la descripción del electromagnetismo antes de su formulación relativista, el campo electromagnético se describía como una interacción en la que las partículas cargadas en función de su carga y estado de movimiento creaban un campo eléctrico (E) y un campo magnético (B) que, juntos, eran responsables de la fuerza de Lorentz. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Maxwell probó que dichos campos podían ser derivados de un potencial escalar (Φ) y un potencial vector (A) dados por las ecuaciones :</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://1.bp.blogspot.com/-ADps7DPKL8k/TzB8PTaKDsI/AAAAAAAAHLM/uSnPxI1NC80/s1600/electromagnetismo+cl%C3%A1sico+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-ADps7DPKL8k/TzB8PTaKDsI/AAAAAAAAHLM/uSnPxI1NC80/s1600/electromagnetismo+cl%C3%A1sico+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Sin embargo, esta formulación no era explícitamente covariante como requiere la formulación que hace la teoría de la relatividad. En la formulación explícitamente covariante el campo electromagnético clásicamente se trata como un campo de Yang-Mills sin masa y derivado de un cuadrivector de potencial. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Más concretamente el campo electromagnético es una 2-forma exacta definida sobre el espacio-tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El cuadrivector potencial es una 1-forma cuya diferencial exterior es, precisamente, el campo electromagnético.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://3.bp.blogspot.com/-1FFvYT-DXkg/TzB8wVpJ1LI/AAAAAAAAHLU/YefaRK2_zy8/s1600/electromagnetismo+relativista+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-1FFvYT-DXkg/TzB8wVpJ1LI/AAAAAAAAHLU/YefaRK2_zy8/s1600/electromagnetismo+relativista+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://2.bp.blogspot.com/-5DK-Vx69fyo/TzB9GmXQKlI/AAAAAAAAHLc/fy0v_1Pku7Q/s1600/electromagnetismo+relativista+1+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-5DK-Vx69fyo/TzB9GmXQKlI/AAAAAAAAHLc/fy0v_1Pku7Q/s1600/electromagnetismo+relativista+1+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> <b><br /> </b></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Electromagnetismo cuántico</b></div> <div style="text-align: justify;"> <b><br /> </b></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Electrodinámica cuántica</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Cuadro explicativo de las 4 fuerzas fundamentales.</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El tratamiento que la física cuántica hace del electromagnetismo se conoce con el nombre de electrodinámica cuántica o QED. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En esta teoría el campo está asociado a una partícula sin masa denominada fotón, cuyas interacciones con las partículas cargadas son las causantes de todos los fenómenos del electromagnetismo.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando en esta teoría se introduce la interpretación de partículas, mediante el formalismo del espacio de Fock, la materia es interpretada por estados fermiónicos, mientras que el propio campo electromagnético queda descrito por estados de bosones gauge "portadores de la interacción", llamados fotones.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://3.bp.blogspot.com/-iF4Jzu5hsVQ/TzB9bqoRqUI/AAAAAAAAHLk/b-RupEbqA-c/s1600/la+fuerza+electromagn%C3%A9tica+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="640" src="http://3.bp.blogspot.com/-iF4Jzu5hsVQ/TzB9bqoRqUI/AAAAAAAAHLk/b-RupEbqA-c/s640/la+fuerza+electromagn%C3%A9tica+energia+libre+para+todos.jpg" width="496" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <br /> <iframe allowfullscreen="" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/X76iUBUHuas" width="400"></iframe><br /> <iframe allowfullscreen="" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/b3sl-1UW9og" width="400"></iframe>

Interacción electromagnética

La interacción electromagnética es la interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica.  Desde un punto de vista macro...

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Electromagnetismo

<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://1.bp.blogspot.com/-3EjA5cAzrcY/TywHQn4PE6I/AAAAAAAAHHU/ZN1itosjRW4/s1600/electromagnetismo+energial+ibre+para+todos.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="124" src="http://1.bp.blogspot.com/-3EjA5cAzrcY/TywHQn4PE6I/AAAAAAAAHHU/ZN1itosjRW4/s200/electromagnetismo+energial+ibre+para+todos.png" width="200" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Historia</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Durante estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> De ahí es que los trabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk Maxwell en 1.861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, como un fenómeno electromagnético.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>James Clerk Maxwell.</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El éxito predicitivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, el electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fuera coherente con la nueva teoría. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Esto se logró en la década de 1.940 cuando se completó una teoría cuántica electromagnética o mejor conocida como electrodinámica cuántica.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> <b>Electrostática</b></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Cuando hablamos de electrostática nos referimos a los fenómenos que ocurren debido a una propiedad intrínseca y discreta de la materia, la carga, cuando es estacionaria o no depende del tiempo. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La unidad de carga elemental, es decir, la más pequeña observable, es la carga que tiene el electrón.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Se dice que un cuerpo está cargado eléctricamente cuando tiene exceso o falta de electrones en los átomos que lo componen. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Por definición el defecto de electrones se la denomina carga positiva y al exceso carga negativa.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La relación entre los dos tipos de carga es de atracción cuando son diferentes y de repulsión cuando son iguales.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> La carga elemental es una unidad muy pequeña para cálculos prácticos, es por eso que en el sistema internacional a la unidad de carga eléctrica, el culombio, se le define como la cantidad de carga de 6,25 x 1018 electrones.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El movimiento de electrones por un conductor se denomina corriente eléctrica y la cantidad de carga eléctrica que pasa por unidad de tiempo se la define como intensidad de corriente. </div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> Se pueden introducir más conceptos como el de diferencia de potencial o el de resistencia, que nos conduciría ineludiblemente al área de circuitos eléctricos, y todo eso se puede ver con más detalle en el artículo principal.</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div style="text-align: justify;"> El nombre de la unidad de carga se debe a Coulomb quien en 1.785 llegó a una relación matemática de la fuerza eléctrica entre cargas puntuales, que ahora se la conoce como ley de Coulomb :</div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://3.bp.blogspot.com/-UWki12d1VDE/TywH_Q46mgI/AAAAAAAAHHc/Vvbngl76cXo/s1600/ley+de+coulomb+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-UWki12d1VDE/TywH_Q46mgI/AAAAAAAAHHc/Vvbngl76cXo/s1600/ley+de+coulomb+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://3.bp.blogspot.com/-BXl67ytFmlw/TywINCVChrI/AAAAAAAAHHk/tBWyXiIjlSU/s1600/magnetost%C3%A1tica+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-BXl67ytFmlw/TywINCVChrI/AAAAAAAAHHk/tBWyXiIjlSU/s1600/magnetost%C3%A1tica+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://4.bp.blogspot.com/-AeOIq35T1WQ/TywIaYJ8HfI/AAAAAAAAHHs/dKM02aKxCzw/s1600/electrodin%C3%A1mica+cl%C3%A1sica+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-AeOIq35T1WQ/TywIaYJ8HfI/AAAAAAAAHHs/dKM02aKxCzw/s1600/electrodin%C3%A1mica+cl%C3%A1sica+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://4.bp.blogspot.com/-s-17HuXboL8/TywIfDMjALI/AAAAAAAAHH0/IlxHeoxPfyE/s1600/electrodinamica+clasica+1+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-s-17HuXboL8/TywIfDMjALI/AAAAAAAAHH0/IlxHeoxPfyE/s1600/electrodinamica+clasica+1+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://1.bp.blogspot.com/-MGhGx-oRFrA/TywIo7NR3uI/AAAAAAAAHH8/-BbvYAPBpe8/s1600/formulaci%C3%B3n+covariante+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-MGhGx-oRFrA/TywIo7NR3uI/AAAAAAAAHH8/-BbvYAPBpe8/s1600/formulaci%C3%B3n+covariante+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"> <a href="http://4.bp.blogspot.com/-zlD3tAcjDJg/TywIup6nFwI/AAAAAAAAHIE/Y4tzrnBS5mw/s1600/electrodin%C3%A1mica+cu%C3%A1ntica+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-zlD3tAcjDJg/TywIup6nFwI/AAAAAAAAHIE/Y4tzrnBS5mw/s1600/electrodin%C3%A1mica+cu%C3%A1ntica+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div> <div style="text-align: justify;"> <br /></div>

Electromagnetismo

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos funda...

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Termodinámica

<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://3.bp.blogspot.com/-hd21uoBsUfw/TyrGU9FYUwI/AAAAAAAAHFc/ba6s5V1UXhQ/s1600/termodin%C3%A1mica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="200" src="http://3.bp.blogspot.com/-hd21uoBsUfw/TyrGU9FYUwI/AAAAAAAAHFc/ba6s5V1UXhQ/s200/termodin%C3%A1mica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" width="200" /></a></div><div style="text-align: justify;">La termodinámica (del griego θερμo-, termo, que significa «calor»1 y δύναμις, dínamis, que significa «fuerza») es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es importante recalcar que la termodinámica ofrece un aparato formal aplicable únicamente a estados de equilibrio, definidos como aquel estado hacia «el que todo sistema tiende a evolucionar y caracterizado porque en el mismo todas las propiedades del sistema quedan determinadas por factores intrínsecos y no por influencias externas previamente aplicadas».</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Tales estados terminales de equilibrio son, por definición, independientes del tiempo, y todo el aparato formal de la termodinámica todas las leyes y variables termodinámicas, se definen de tal modo que podría decirse que un sistema está en equilibrio si sus propiedades pueden ser descritas consistentemente empleando la teoría termodinámica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Los estados de equilibrio son necesariamente coherentes con los contornos del sistema y las restricciones a las que esté sometido. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por medio de los cambios producidos en estas restricciones (esto es, al retirar limitaciones tales como impedir la expansión del volumen del sistema, impedir el flujo de calor, etc), el sistema tenderá a evolucionar de un estado de equilibrio a otro; comparando ambos estados de equilibrio, la termodinámica permite estudiar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para tener un mayor manejo se especifica que calor significa «energía en tránsito» y dinámica se refiere al «movimiento», por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Como ciencia fenomenológica, la termodinámica no se ocupa de ofrecer una interpretación física de sus magnitudes. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La primera de ellas, la energía interna, se acepta como una manifestación macroscópica de las leyes de conservación de la energía a nivel microscópico, que permite caracterizar el estado energético del sistema macroscópico.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El punto de partida para la mayor parte de las consideraciones termodinámicas son los principios de la termodinámica, que postulan que la energía puede ser intercambiada entre sistemas en forma de calor o trabajo, y que sólo puede hacerse de una determinada manera. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">También se introduce una magnitud llamada entropía, que se define como aquella función extensiva de la energía interna, el volumen y la composición molar que toma valores máximos en equilibrio: el principio de maximización de la entropía define el sentido en el que el sistema evoluciona de un estado de equilibrio a otro.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es la mecánica estadística, íntimamente relacionada con la termodinámica, la que ofrece una interpretación física de ambas magnitudes: la energía interna se identifica con la suma de las energías individuales de los átomos y moléculas del sistema, y la entropía mide el grado de orden y el estado dinámico de los sistemas, y tiene una conexión muy fuerte con la teoría de información.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En la termodinámica se estudian y clasifican las interacciones entre diversos sistemas, lo que lleva a definir conceptos como sistema termodinámico y su contorno. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Un sistema termodinámico se caracteriza por sus propiedades, relacionadas entre sí mediante las ecuaciones de estado. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Éstas se pueden combinar para expresar la energía interna y los potenciales termodinámicos, útiles para determinar las condiciones de equilibrio entre sistemas y los procesos espontáneos.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas responden a los cambios en su entorno. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esto se puede aplicar a una amplia variedad de temas de ciencia e ingeniería, tales como motores, transiciones de fase, reacciones químicas, fenómenos de transporte, e incluso agujeros negros. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Los resultados de la termodinámica son esenciales para la química, la física, la ingeniería química, etc, por nombrar algunos.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Leyes de la termodinámica</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Principio cero de la termodinámica</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;">Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Tiene tremenda importancia experimental «pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema» pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x, y) no son dependientes del tiempo. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El tiempo es un parámetro cinético, asociado a nivel microscópico; el cual a su vez esta dentro de la físico química y no es parámetro debido a que a la termodinámica solo le interesa trabajar con un tiempo inicial y otro final. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Este principio fundamental, aún siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">De ahí que recibiese el nombre de principio cero.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Primera ley de la termodinámica</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica «en realidad el primer principio dice más que una ley de conservación», establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Fué propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1.824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Loreto Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente :</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://3.bp.blogspot.com/-iRkfC_kKZd0/TyrDDv7vGoI/AAAAAAAAHD8/1adHCJMD94g/s1600/f%C3%B3rmula+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-iRkfC_kKZd0/TyrDDv7vGoI/AAAAAAAAHD8/1adHCJMD94g/s1600/f%C3%B3rmula+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma :</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-wyhyYXKJb88/TyrDKCfQnKI/AAAAAAAAHEE/D1Bdva6Bdpo/s1600/f%C3%B3rmula+1+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-wyhyYXKJb88/TyrDKCfQnKI/AAAAAAAAHEE/D1Bdva6Bdpo/s1600/f%C3%B3rmula+1+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta última expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma ∆U = Q + W. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Ambas expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas y su diferencia está en que se aplique el convenio de signos IUPAC o el Tradicional.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://2.bp.blogspot.com/-OxuFtLvpntU/TyrDac38rxI/AAAAAAAAHEM/Fd2D6EGxqWE/s1600/foco+caliente+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="320" src="http://2.bp.blogspot.com/-OxuFtLvpntU/TyrDac38rxI/AAAAAAAAHEM/Fd2D6EGxqWE/s320/foco+caliente+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" width="310" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">ilustración de la segunda ley mediante una máquina térmica</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Segunda ley de la termodinámica</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el primer principio. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Enunciado de Clausius</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-GEX-Gii1lVs/TyrDisuLd0I/AAAAAAAAHEU/8VewSUGMcZY/s1600/ciclo+de+carnot+energia+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-GEX-Gii1lVs/TyrDisuLd0I/AAAAAAAAHEU/8VewSUGMcZY/s1600/ciclo+de+carnot+energia+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>En palabras de Sears es</b>: «No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada».</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Enunciado de Kelvin</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una única fuente (E.absorbida), y lo convierta íntegramente en trabajo (E.útil).</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Enunciado de Kelvin—Planck</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito, y la realización de una cantidad igual de trabajo.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Otra interpretación</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme calor en trabajo sin aumentar la energía termodinámica del ambiente. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Debido a esto podemos concluir, que el rendimiento energético de una máquina térmica cíclica que convierte calor en trabajo, siempre será menor a la unidad, y ésta estará más próxima a la unidad, cuanto mayor sea el rendimiento energético de la misma. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es decir, cuanto mayor sea el rendimiento energético de una máquina térmica, menor será el impacto en el ambiente, y viceversa.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Tercera ley de la termodinámica</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">No es una noción exigida por la termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de «ley».</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Es importante recordar que los principios o leyes de la termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la termodinámica.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Termometría</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para poder construir el termómetro se utiliza el principio cero de la termodinámica, que dice: «Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí».</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para dos sistemas en equilibrio termodinámico representados por sus respectivas coordenadas termodinámicas (x1, y1) y (x2, y2) tenemos que dichas coordenadas no son función del tiempo, por lo tanto es posible hallar una función que relacionen dichas coordenadas, es decir : </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://2.bp.blogspot.com/-7j7PFugMHko/TyrEKqppOTI/AAAAAAAAHEc/hTsmLo9UfDU/s1600/sistemas+hidrost%C3%A1ticos+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-7j7PFugMHko/TyrEKqppOTI/AAAAAAAAHEc/hTsmLo9UfDU/s1600/sistemas+hidrost%C3%A1ticos+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Propiedades termométricas</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Una propiedad termométrica de una sustancia es aquella que varía en el mismo sentido que la temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Escalas de temperatura</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Escalas termométricas</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Lo que se necesita para construir un termómetro son puntos fijos, es decir, procesos en los cuales la temperatura permanece constante. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Ejemplos de procesos de este tipo son el proceso de ebullición y el proceso de fusión.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Los puntos generalmente utilizados son el proceso de ebullición y de solidificación de alguna sustancia, durante los cuales la temperatura permanece constante.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Existen varias escalas para medir temperaturas, las más importantes son la escala Celsius, la escala Kelvin y la escala Fahrenheit.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Sistema y ambiente</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En el estudio de la termodinámica la atención está dirigida al interior de un sistema, aunque se adopte un punto de vista macroscópico, sólo se consideran aquellas magnitudes de este tipo que tienen relación con el estado interno del sistema. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Para poder entender las magnitudes involucradas en este tema, se hace necesario definir los conceptos de sistema y estado de un sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Sistema</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Se puede definir un sistema como un conjunto de materia, que está limitado por una superficie, que le pone el observador, real o imaginaria. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si en el sistema no entra ni sale materia, se dice que se trata de un sistema cerrado, o sistema aislado si no hay intercambio de materia y energía, dependiendo del caso. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En la naturaleza, encontrar un sistema estrictamente aislado es, por lo que sabemos, imposible, pero podemos hacer aproximaciones. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Un sistema del que sale y/o entra materia, recibe el nombre de abierto. Ponemos unos ejemplos:</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Un sistema abierto </b>: es cuando existe un intercambio de masa y de energía con los alrededores; es por ejemplo, un coche. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Le echamos combustible y él desprende diferentes gases y calor.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Un sistema cerrado </b>: es cuando no existe un intercambio de masa con el medio circundante, sólo se puede dar un intercambio de energía; un reloj de cuerda, no introducimos ni sacamos materia de él. Solo precisa un aporte de energía que emplea para medir el tiempo.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Un sistema aislado :</b> es cuando no existe el intercambio ni de masa y energía con los alrededores; </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Cómo encontrarlo si no podemos interactuar con él? </b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Sin embargo un termo lleno de comida caliente es una aproximación, ya que el envase no permite el intercambio de materia e intenta impedir que la energía (calor) salga de él. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El universo es un sistema aislado, ya que la variación de energía es cero ΔE = 0.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Medio externo</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Se llama medio externo o ambiente a todo aquello que no está en el sistema pero que puede influir en él. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por ejemplo, consideremos una taza con agua, que está siendo calentada por un mechero. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Consideremos un sistema formado por la taza y el agua, entonces el medio está formado por el mechero, el aire, etc.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Equilibrio térmico</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Toda sustancia por encima de los 0 kelvin (-273,15 °C) emite calor. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si dos sustancias en contacto se encuentran a diferente temperatura, una de ellas emitirá más calor y calentará a la más fría. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El equilibrio térmico se alcanza cuando ambas emiten, y reciben la misma cantidad de calor, lo que iguala su temperatura.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Nota: estrictamente sería la misma cantidad de calor por gramo, ya que una mayor cantidad de sustancia emite más calor a la misma temperatura.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Variables termodinámicas</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Las variables que tienen relación con el estado interno de un sistema, se llaman variables termodinámicas o coordenadas termodinámicas, y entre ellas las más importantes en el estudio de la termodinámica son : la masa, el volumen, la densidad, la presión, la temperatura.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En termodinámica es muy importante estudiar sus propiedades, las cuáles podemos dividirlas en dos :</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Propiedades intensivas :</b> son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo que cuyo valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Propiedades extensivas </b>: son las que dependen de la cantidad de sustancias del sistema, y son recíprocamente equivalentes a las intensivas. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Una propiedad extensiva depende por tanto del «tamaño» del sistema. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha magnitud para cada una de las partes.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Algunos ejemplos de propiedades extensivas son la masa, el volumen, el peso, cantidad de sustancia, energía, entropía, entalpía, etc. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da una magnitud intensiva, por ejemplo la división entre masa y volumen nos da la densidad.</div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Estado de un sistema</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Un sistema que puede describirse en función de coordenadas termodinámicas se llama sistema termodinámico y la situación en la que se encuentra definido por dichas coordenadas se llama estado del sistema.</div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Equilibrio térmico</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Un estado en el cual dos coordenadas termodinámicas independientes X e Y permanecen constantes mientras no se modifican las condiciones externas se dice que se encuentra en equilibrio térmico. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico se dice que tienen la misma temperatura. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Entonces se puede definir la temperatura como una propiedad que permite determinar si un sistema se encuentra o no en equilibrio térmico con otro sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">El equilibrio térmico se presenta cuando dos cuerpos con temperaturas diferentes se ponen en contacto, y el que tiene mayor temperatura cede energía térmica en forma de calor al que tiene más baja, hasta que ambos alcanzan la misma temperatura.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Algunas definiciones útiles en termodinámica son las siguientes.</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Foco térmico</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Un foco térmico es un sistema que puede entregar y/o recibir calor, pero sin cambiar su temperatura.</div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Contacto térmico</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Se dice que dos sistema están en contacto térmico cuando puede haber transferencia de calor de un sistema a otro.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Procesos termodinámicos</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Se dice que un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;"><b>Los procesos más importantes son :</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Procesos isotérmicos : son procesos en los que la temperatura no cambia.</div><div style="text-align: justify;">Procesos isobáricos : son procesos en los cuales la presión no varía.</div><div style="text-align: justify;">Procesos isócoros : son procesos en los que el volumen permanece constante.</div><div style="text-align: justify;">Procesos adiabáticos: son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.</div><div style="text-align: justify;">Procesos diatermicos : son procesos que dejan pasar el calor fácilmente.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por ejemplo, dentro de un termo donde se colocan agua caliente y cubos de hielo, ocurre un proceso adiabático, ya que el agua caliente se empezará a enfriar debido al hielo, y al mismo tiempo el hielo se empezará a derretir hasta que ambos estén en equilibrio térmico, sin embargo no hubo transferencia de calor del exterior del termo al interior por lo que se trata de un proceso adiabático.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-UL0jp6VQbH0/TyrEvmoiCAI/AAAAAAAAHEk/PxjL9T3cea8/s1600/rendimiento+termodin%C3%A1mico+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-UL0jp6VQbH0/TyrEvmoiCAI/AAAAAAAAHEk/PxjL9T3cea8/s1600/rendimiento+termodin%C3%A1mico+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-JmYmPPcsOgY/TyrE83mOCnI/AAAAAAAAHEs/ecoPh63RMLY/s1600/repetici%C3%B3n+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-JmYmPPcsOgY/TyrE83mOCnI/AAAAAAAAHEs/ecoPh63RMLY/s1600/repetici%C3%B3n+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-B7biXR9bgmY/TyrFUukVtfI/AAAAAAAAHE8/I9ZuNIV-zMM/s1600/dilataci%C3%B3n+lineal+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-B7biXR9bgmY/TyrFUukVtfI/AAAAAAAAHE8/I9ZuNIV-zMM/s1600/dilataci%C3%B3n+lineal+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://1.bp.blogspot.com/-ST5dzczwB6A/TyrFYrUN9YI/AAAAAAAAHFE/jb7XOT3JZzk/s1600/dilataci%C3%B3n+volum%C3%A9trica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-ST5dzczwB6A/TyrFYrUN9YI/AAAAAAAAHFE/jb7XOT3JZzk/s1600/dilataci%C3%B3n+volum%C3%A9trica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"></div><div style="text-align: justify;"><b>Energía de Gibbs</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">En termodinámica, la energía de Gibbs o entalpía libre es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades de energía, que dá la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes).</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">La segunda ley de la termodinámica postula que una reacción química espontánea hace que la entropía del universo aumente, ΔSuniverso > 0, así mismo ΔSuniverso está en función de ΔSsistema y ΔSalrededores. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por lo general sólo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de ΔS alrededores puede ser complicado.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Por esta razón fué necesario otra función termodinámica, la energía de Gibbs, que sirva para calcular si una reacción ocurre de forma espontánea tomando en cuenta sólo las variables del sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Anteriormente se la denominaba energía libre de Gibbs, pero por recomendación de la IUPAC se eliminó el segundo término del nombre. </div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div style="text-align: justify;"><b>Cálculo de la energía de Gibbs</b></div><div style="text-align: justify;"><b><br /> </b></div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://2.bp.blogspot.com/-NZQMq0yIJl8/TyrFyJ-4DmI/AAAAAAAAHFM/dTY6VKSU8J4/s1600/cambios+en+la+energ%C3%ADa+standard+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-NZQMq0yIJl8/TyrFyJ-4DmI/AAAAAAAAHFM/dTY6VKSU8J4/s1600/cambios+en+la+energ%C3%ADa+standard+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><b>Los cambios en la energía</b></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Contenido de calor; T es la temperatura y S es la entropía del sistema. </div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div style="text-align: justify;">Fué desarrollada en los años 1.870 por el físico-matemático estadounidense Williard Gibbs.</div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="http://4.bp.blogspot.com/-dqXjKbVoP6A/TyrF8-clDsI/AAAAAAAAHFU/tkEyghRZBdc/s1600/demostraci%C3%B3n+matem%C3%A1tica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-dqXjKbVoP6A/TyrF8-clDsI/AAAAAAAAHFU/tkEyghRZBdc/s1600/demostraci%C3%B3n+matem%C3%A1tica+energ%C3%ADa+libre+para+todos.jpg" /></a></div><div style="text-align: justify;"><br /> </div><br /> <iframe allowfullscreen="allowfullscreen" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/TlAP_bPfyw4" width="400"></iframe><br /> <iframe allowfullscreen="allowfullscreen" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/dasZZ1X6TP4" width="400"></iframe><br /> <iframe allowfullscreen="allowfullscreen" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/J8P4j53SEK0" width="400"></iframe><br /> <iframe allowfullscreen="allowfullscreen" frameborder="0" height="300" src="http://www.youtube.com/embed/IsHRcd5D0hk" width="400"></iframe>

Termodinámica

La termodinámica (del griego θερμo-, termo, que significa «calor»1 y δύναμις, dínamis, que significa «fuerza») es la rama de la física que d...

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