23 de noviembre de 2014

Termodinámica Carenada 3

En estos momentos, como dictador de esta bitácora –también llamado administrador, o algo así-, le toca el turno al primer principio de termodinámica.
Antes de iniciar este artículo de ciencia animal, voy a presentar conceptos atrasados y manidos por la ciencia:

- sistema cerrado: “un sistema cerrado se define como una cantidad determinada de materia. Dado que un sistema cerrado contiene siempre la misma materia, esto implica que no hay transferencia de masa a través de su frontera. Un sistema aislado es un tipo especial de sistema cerrado que no interacciona en ninguna forma con su entorno…”
( PG.3 M.J.MORAN H.N.SHAPIRO Fundamentos de Termodinámica técnica. Primer tomo .Editorial Reverté,S.A. 1998)

La mayoría de los sistemas termodinámicos que se estudian son cerrados, entre otras razones, porqué se realizan en laboratorios y se busca el control de variables para experimentación y control.

- sistema abierto: sistema termodinámico en que hay intercambio de materia y energía. O sea, lo opuesto a sistema cerrado. Es curioso que muchos de los sistemas naturales sean sistemas abiertos. Cualquier organismo vivo lo es, pues intercambia masa y energía con el medio. ¿Qué pensáis que estáis haciendo cuando coméis? ¿O, cuando respiráis?...

- sistema adiabático: es un sistema termodinámico que no intercambia calor con su entorno. Algo así como ponerle un “preservativo térmico” a una olla a presión para que al tocar cualquier sitio de su superficie no nos quememos (es la primera chorrada que se me ha ocurrido).
Otro ejemplo: este tipo de sistema se busca cuando un satélite artificial necesita una temperatura interior próxima al cero absoluto: -273 º C ,ó O º K. Para conseguir esto se aísla todo lo posible, por ejemplo, de la radiación solar. Otro ejemplo y último, para que no os asustéis con estas palabras técnicas o científicas: un termo de toda la vida. Su gorda pared es un aislante térmico que busca que el interior (más caliente) continúe caliente el máximo tiempo posible . La pared del termo hará que lo que hay dentro del termo no pierda su calor hacia el exterior. La estructura interna de la pared de un termo es la clave de que dicho termo sea un buen ejemplo de sistema adiabático.
Ejemplo de proceso adiabático de mi amigo Elle: "Hay un proceso adiabático curioso. En realidad es pseudoadiabático, pero bueno. Meted una cocacola de 2 L en el congelador y sacadla cuando esté a punto de congelarse (cuando parece granizado). La cocacola debe ser virgen, o sea, sin abrir. Bien, si abrís el tapón rápidamente, aparte de oírse pssshhh, el líquido se congelará del todo. Explicación: el gas encerrado en la botella para expandirse necesita calor. Al ser un proceso muy rápido no da tiempo a que fluya calor desde el exterior de la botella, de modo que toma ese calor de la cocacola, y como consecuencia la enfría mas. Balance de energía. Y sí, con la pepsi también funciona, exacto. De hecho con cualquier bebida carbonatada, no me uséis trinaranjus."

Con estos conceptos que parecen extraños paso a expresar varias definiciones del primer principio de la termodinámica.

- Definición Wiki (2010): “ En un sistema cerrado adiabático que evoluciona de un estado inicial A a otro estado final B, el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido "

- Definición absurda y Carenada (chorrada): Este primer principio viene a ser como el balance económico de toda empresa, digamos una multinacional, que busca eternamente el máximo beneficio.
Estado inicial: beneficio año 2008 ----- 20 %
Estado final: beneficio año 2009 ----- 30 %
El “trabajo realizado” para conseguir eso no depende del “tipo de trabajo” ni del “proceso seguido”. La cuestión es el beneficio. En esta chorrada el concepto “beneficio” sería el equivalente a la palabra “estado”. “Estado del  beneficio”.
¿Os resulta familiar?

- Definición Reverté: “…Es decir, el valor del trabajo neto hecho por o sobre un sistema cerrado sometido a un proceso adiabático entre dos estados dados depende solamente de los estados inicial y final y no de los detalles del proceso adiabático”
( PG.50 M.J.MORAN H.N.SHAPIRO Fundamentos de Termodinámica técnica. Primer tomo .Editorial Reverté,S.A. 1998)

- Definición Elle : "Nunca me ha gustado esa definición, me parece farragosa. El primer principio no es más que un balance de energía, o dicho de otra forma, la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma: energía interna, calor y trabajo. Actualmente, la tercera variable se ha eliminado de la ecuación española."  Amigo Elle, 2010.

Reconozco que existe una normalización simbólica de todos los conceptos termodinámicos. Podría enunciarla en este artículo pero, sinceramente, complicaría más las ideas (las mías están incluidas en el paquete). En mi caso antropomórfico de pedante consumado, está muy claro que, de momento, no voy a usar simbología científica de la termodinámica.   ¿Por qué?
Porque tendría que extenderme en definir lo que significa: U, lo que significa: W, y lo que significa un signo positivo, o negativo, delante de cada una de estas variables cuando están dentro de una ecuación matemática que los relaciona con sencillez.
Francamente prefiero las definiciones con palabras, y sus ideas, aunque este procedimiento, teóricamente más ambigüo, me acerque más a la palabra: frikipedia, que a la palabra: enciclopedia.
Acepto el riesgo como primate empedernido que está encerrado en su cueva llena de sombras simiescas:   Huunggg,Huunggg,Huungg.
(Algunas de mis palabras antes de aplicar el traductor, el corrector verbal, y el corrector ortográfico).

Os aprecio, dentro y fuera de mi cueva, de mi mundo. Sed felices y saludos.

Posdata 1: para mi amigo Elle: gracias , otra vez, por tu histórica colaboración. 
Posdata 2: entrada basada en dos entradas anteriores expresadas en este entorno gris:El cuarto principio de termodinámica III , y El cuarto principio de termodinámica IV
 
-Continuará-