La materia y sus tipos de análisis

La materia es definida como todo lo que ocupa un lugar en el espacio, es decir, posee un volumen, además de masa cuantificable y medible. La masa es la cantidad de materia de un cuerpo, pero también expresa una medida de la inercia o resistencia al cambio de estado de movimiento cuando se acelera o se somete a una fuerza. De igual modo, la materia posee dimensiones y es influenciada por la gravitación dando origen al peso de un cuerpo. 

Se conoce que cuando los átomos se encuentran en movimiento se produce la energía, la cual también es definida como la capacidad que tienen los cuerpos de transmitir calor o realizar trabajo, y la interacción entre energía y materia producen cambios y transformaciones. La materia másica puede ser analizada a través de dos enfoques o niveles:

Nivel microscópico: Las partículas subatómicas pueden ser partículas elementales o partículas compuestas, a su vez conformadas por otras partículas subatómicas como los quarks, los cuales se conocen hasta la actualidad como constituyentes fundamentales de la materia. Se proponen seis tipos de quarks: up (u), down (d), strange (s), charm (c), top (t) y bottom (b), cada uno con un anti-quark, de igual masa pero de diferente carga. Estas partículas se subdividen en:

Leptones: Son partículas fundamentales con una masa pequeña y de interacción débil. Un ejemplo conocido es el de los electrones, con número de spin ½ y una masa aproximada de 9.11 x 10^-31 kg.

Hadrones: Partículas compuestas, de masa relativamente grande y de interacciones electromagnética, débil y fuerte. Este grupo a su vez se subdivide en:

Bariones: Conformados por 3 quarks y de spin fraccionario:

• Protones: Con número de spin ½ y conformado con dos quarks up y un quark down.
• Neutrones: Conformado con un quark up y dos quarks down.

Mesones: Conformados por un quark y un anti-quark, y de spin entero.

Un ejemplo claro son los piones, de spin 0 y hay de tres tipos:

• π+, conformado por un quark up y un quark anti-down.
• π−, conformado por un quark anti-up y un quark down.
• π0, conformado por un quark up anti-up y un quark down anti-down.

Nivel macroscópico: A este nivel se estudian las moléculas que se encuentran en movimiento debido a las fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. En relación a este criterio, surgen los estados de la materia:

Sólido: Las fuerzas de cohesión son más intensas que las de repulsión, por lo que las moléculas poseen movimiento de vibración, es decir, realizan pequeños movimientos en un punto fijo. De forma definida y volumen irreducible (incompresible), sin embargo este se puede dilatar a altas temperaturas, debido a que aumenta la vibración de las moléculas, y se contrae a bajas temperaturas.

Líquido: Las fuerzas de cohesión y de repulsión son de intensidad similar, por ello un cuerpo líquido es capaz de extenderse. Posee volumen fijo por tener suficiente fuerza de cohesión, sin embargo, adquieren la forma del recipiente que los contiene. Sus moléculas poseen movimientos de vibración y traslación.

Gas: Las fuerzas de atracción son casi inexistentes y sus moléculas están separadas. Estas poseen movimiento de vibración, traslación y rotación, por ello se mueven rápidamente en cualquier dirección. No posee volumen y forma definida y adopta el tamaño y la forma del recipiente que lo contiene. A medida de que el volumen se dilata o se contraiga, la densidad del gas disminuye o aumenta respectivamente debido a que su masa permanece igual. 

Plasma: Cualquier cuerpo en este estado se encuentra a temperaturas extremadamente altas, por ello los electrones se separan del núcleo dejando átomos dispersos para chocar entre sí. El plasma es una mezcla de núcleos positivos y electrones libres, por ello es de carga neutra. Más del 99% del universo se encuentra en estado plasmático.

Condensado Bose-Einstein: Este estado, también llamado “cubo de hielo cuántico”, fue descubierto por Eric Coronell y Carl Wieman cuando enfriaron un gas a una temperatura cercana al cero absoluto, debido a ello los átomos del gas perdieron energía y movimiento vibratorio, uniéndose entre sí para formar un “superátomo”, más denso que un cuerpo en estado sólido. Su nombre se debe a la predicción de los científicos Albert Einstein y Satvendra Nath Bose.

Read More

Física cuántica II

Principales aportes a la física cuántica:

Solución al problema de la radiación electromagnética. Max Planck descubrió que esta era emitida por cuerpos negros en forma de cuantos de energía. A su vez introdujo la constante de Planck, y llegó a la conclusión de que en cualquier átomo se emite radiación electromagnética en forma de cuantos. Algunos difieren de otros en tener poca o mucha energía, pero la mayoría la presenta en cantidades medias. Al igual que esta radiación, los rayos X, la luz y otras ondas también son emitidos en paquetes o cuantos.

Solución al problema de la inestabilidad de los átomos clásicos. Después de que Rutherford descubriese la existencia de neutrones en el núcleo atómico, Niels Bohr sostuvo que las órbitas se encuentran como capas, cada una con un limitado número de electrones. Esto proporcionaba estabilidad a un átomo. Los átomos estables se combinan entre sí para formar moléculas en las que comparten electrones lo que les permite, aparentemente, llenar sus órbitas.

Ecuación de Erwin Schrödinger y los números cuánticos. Fue desarrollada en 1925 para descubrir el comportamiento de objetos cuánticos. Dicha ecuación considera las siguientes partes: 

• Un núcleo atómico que concentre la mayor parte del volumen atómico.
• Los niveles energéticos de distribución de electrones.
• La dualidad onda-partícula.
• Probabilidad de encontrar al electrón.

La solución de esta ecuación da origen a los famosos cuatro números cuánticos, valores numéricos que proporcionan características más precisas de la posición de los electrones. Ningún electrón puede tener los mismos números cuánticos que otro. Estos números son:

Número cuántico principal (n): Indica el nivel energético en el que se encuentra el electrón. Determinado por la distancia en la que se encuentra con respecto al núcleo, a mayor número que represente dicho nivel, mayor distancia de lejanía se encontrará con respecto al núcleo. Se representa con números: 1, 2, 3, 4,…, n.

Número cuántico secundario (l): Indica el subnivel energético. También es conocido como el número cuántico del momento angular orbital. Se representa con estos números: 0, 1, 2,…, n-1.

Número cuántico terciario (m): Expresa la orientación del orbital en el espacio. Cada orbital posee un par de electrones como máximo. Representado por estos números: -l…o…+l. El número l tiene como máximo valor a 3.

Número cuántico de espín (s): El número de espín o de giro da a conocer el sentido de rotación del electrón. Solo hay dos valores: +1/2 y -1/2.

Comportamiento ondulatorio de la materia. Louis de Broglie se basó en la explicación del fenómeno fotoeléctrico establecido por Einstein y siguiendo la dualidad onda-corpúsculo de la luz, sostenía que las partículas subatómicas también tenían movimiento ondulatorio. También sostuvo que a los electrones se les asignaba un número orbital y de energía, tal como la vibración de ondas. Es por ello que creó una fórmula en la que se asignaba una longitud de onda a los electrones. En esta fórmula, la constante de Planck es igual al producto de la longitud de onda y el momento de una partícula.

La interpretación de Copenhague. Elaborada principalmente por Niels Bohr, se le llamó así por la ciudad danesa en la que residía tal científico. Incorpora el principio de incertidumbre y establece que no es posible conocer la posición y el momento de una partícula en el presente y de manera simultánea, pero las leyes de la mecánica cuántica aseveran que es posible conocer dicha información por separado y con referencia a un momento del pasado. También formuló el llamado principio de complementariedad que sostenía que dos propiedades complementarias de un cuerpo no se miden con total exactitud o no se pueden percibir al mismo tiempo. Cuanta más información precisa se obtenga de una de las propiedades, menos se obtendrá de la otra. Un ejemplo adecuado es la dualidad onda-partícula, podemos conocer el comportamiento ondulatorio o corpuscular por separado, pero no al mismo tiempo.

Read More

Física cuántica I

Conjunto de teorías que evalúan fenómenos y eventos que ocurren a escala microscópica, el comportamiento de las partículas involucradas como quarks, protones, electrones, fotones y los mismos átomos. A diferencia de la mecánica clásica, cuyas leyes se basaban en certezas observables en fenómenos cotidianos, la física o mecánica cuántica se basa en probabilidades rompiendo con el esquema de estudio de la física clásica, debido a que se enfocaba en lo no observable y en lo no medible.

Posee tres pilares o bases:

• Las partículas intercambian energía de manera discreta y en múltiplos enteros. La mínima cantidad posible de energía se le conoce como “cuanto” de energía.
• La dualidad onda-partícula es una de las características fundamentales de las partículas, consideradas en la física cuántica
• El principio de incertidumbre o de indeterminación de Werner Heisenberg, afirma que es imposible encontrar información exacta de la posición y el momento lineal de la partícula al mismo tiempo. 

Otra diferencia entre la física clásica y cuántica es el valor mínimo de la acción. La acción es un concepto físico importante utilizado en la mecánica clásica, relativista y cuántica. Es lo que se conoce como el producto de la energía empleada en la realización de un proceso y el tiempo que dura dicho proceso. Según la física clásica, el valor mínimo de la acción es cero debido a que la acción ocurre de manera instantánea. Sin embargo la física cuántica postula que existe un valor mínimo, pero diferente de cero. Luego Planck decidió “atomizar” la acción, es decir, descomponerla en cuerpos conocidos como átomos de acción o “cuantos” de movimiento.

Efectos o fenómenos cuánticos: 

Pese a ser fenómenos extraños y pocos usuales, tanto que el mismo Einstein pasó años tratando de probar errónea la física cuántica, estos han sido finalmente respaldados con experimentos y poseen aplicaciones en la creación de herramientas:

Fenómeno de superposición: Este fenómeno señala que una partícula puede encontrarse en la misma posición en un intervalo de tiempo en diferentes lugares, sean cercanos o muy lejanos. No se tiene certeza de que esto sea un hecho, pero la física cuántica trabaja con probabilidades, por lo tanto se debe tomar en cuenta dicho caso.

Fenómeno de entrecruzamiento: Dos partículas de diferentes lugares pueden estar unidas, esto se refleja en una especie de “comunicación” entre dichas partículas, por ello, al modificar el estado de una, la otra también se ve afectada. Gracias a este fenómeno, los científicos e ingenieros afirman que es posible construirse ordenadores cuánticos que permitan el envió de información entre puntos totalmente remotos. De igual modo, la idea de la teletransportación cuántica podría concretarse considerando dicho fenómeno.

Efecto túnel: Las partículas pueden atravesar paredes de energía o barreras de potencial por la característica de la dualidad- onda partícula. Este efecto ha servido como base para la construcción de microscopios que nos permiten visualizar los átomos de un material.

Se observa que la física cuántica posee diversas aplicaciones en diversos campos:

En la electrónica es utilizada para la creación de transistores (según el efecto túnel) para regular la corriente y amplificar las señales eléctricas de manera más eficaz (en las radios, televisores, etc.) También tiene un impacto en los teléfonos celulares al reducir el consumo de energía, en la elaboración de nanotubos de carbono más resistentes que el acero o la construcción de chips que funcionan sin generar calor.

En la computación se utiliza para aumentar la velocidad en el procesamiento o criptografía de datos. Por ello, problemas como la factorización de números pueden solucionarse. Además también es aplicable en mantener la seguridad informática (algoritmo de Shor).

En la medicina se utiliza para la construcción de sistemas láser, que aprovechan la cuantificación de energía de los orbitales nucleares para producir luz monocromática. También están tratando de llevar a cabo radioterapias más precisas gracias a los puntos cuánticos que se encargarán de marcar las células cancerígenas para un tratamiento efectivo y evitar el deterioro de tejidos y órganos vitales.

Read More

Teoría de la relatividad II

Relatividad general: 

Publicada en 1915. La relatividad especial poseía ciertas limitaciones, por ejemplo la contradicción con la ley de gravitación universal de Newton. Tomando como razón dicho problema, Einstein formuló la teoría de la relatividad general para adaptar una nueva explicación de la gravitación al modelo que proponía con la teoría de la relatividad. Los lineamientos considerados básicos en dicha teoría son:

La consolidación del espacio y el tiempo y la existencia de una curvatura espacio-tiempo. La consolidación se debe a que el movimiento de los cuerpos es percibido en 4 dimensiones (3 espaciales y 1 temporal) y la curvatura es originada por un campo gravitatorio intenso  y comparada como una “cama elástica” o un “tejido espacial-temporal”. Sin embargo, la ley de gravitación universal tomaba un camino distinto.

Un ejemplo muy útil para explicar dicha controversia es el siguiente: Una catástrofe cósmica en la que el Sol sin motivo alguno se evapora y desaparece totalmente.

Newton afirmaba que el Sol ejercía una fuerza gravitatoria sobre los planetas, lo que provocaba que estos giraran alrededor en trayectorias orbitales. Por ello al ocurrir dicha catástrofe, la Tierra no se encontraría influenciada por dicha fuerza y saldría de órbita hacia un rumbo desconocido.

La controversia se fundamenta en este problema: Si se afirma que la velocidad de la luz es absoluta y superior a cualquier otra, al ocurrir dicha catástrofe, los habitantes de la Tierra deberían sentir la ausencia de luz antes de que el planeta salga de órbita por la falta de una fuerza gravitatoria.

Así es como Einstein afirma que dicha catástrofe provocaría la creación de ondas gravitacionales, tal y como sucede con la creación de ondas en el agua al tirar una piedra en ella. Dicho estos, las ondas solo se propagarían si hubiese una curvatura espacio-temporal, y de manera consiguiente se puede afirmar que dichas ondas viajarían a la velocidad de la luz y una vez estas alcancen el punto de ubicación de la Tierra, esta recién se saldría de órbita.

Este lineamiento es utilizado para la construcción de los sistemas GPS o para explicar la trayectoria orbital de los planetas alrededor del Sol, al igual que el movimiento de los satélites alrededor de la Tierra.

El principio de equivalencia entre masa inercial y gravitacional. Indica que la gravedad y la aceleración son iguales debido a que en ciertas circunstancias es imposible distinguir entre los efectos que ambas ocasionan en distancias pequeñas y en sistemas no inerciales acelerados.

Un ejemplo para entender dicho principio es el de una persona en un elevador y en un cohete en el espacio. Si el elevador comienza a caer, la persona que está dentro empezaría a flotar debido a que no se ejerce peso en ella y además la persona y el ascensor se encuentran cayendo en la misma proporción. Este efecto es similar al que ocurre cuando una persona se encuentra dentro de un cohete sin campo gravitacional influyente. En el caso del cohete, si este empieza a moverse con una aceleración constante, la persona sentirá que hay una fuerza que lo atrae al suelo del cohete, pese a no haber gravedad, siendo el mismo efecto que se origina en una persona dentro de un elevador en ascenso.

Finalmente, Einstein concluyó que si la aceleración y la gravedad originan el mismo efecto, es porque son lo mismo.

Principio de covariancia o principio general de relatividad. Este es la generalización de la teoría de la relatividad especial. Afirma que las leyes de la física son iguales para todo sistema de referencia (también llamado sistema de coordenadas), tanto inercial como acelerado, estos deben ser indistinguibles, es decir, desde el punto de vista físico deben ser equivalentes. En conclusión, la descripción del fenómeno físico no depende del sistema de coordenadas elegido.

Las leyes deben ser “tensoriales” y las magnitudes medidas deben ser relacionables. Einstein también sostuvo que había posibilidad en formular una teoría cuyas ecuaciones fuesen elaboradas de tal manera que su forma sea útil en todo sistema de referencia. Un ejemplo claro es la formula relativista de la segunda ley de Newton.

Read More

Teoría de la relatividad I

La física moderna aparece en el siglo XX por la necesidad de explicar fenómenos o eventos que van más allá de lo cotidiano o que no son descritos o explicados de manera satisfactoria por las leyes de la física clásica. Estudia fenómenos a un nivel subatómico y atómico, describe sistemas a nivel microscópico, estudia el comportamiento de dichas partículas y los factores que lo originan. De igual modo algunos eventos ocurren a velocidades cercanas a la luz, sin embargo, esto no establece que la física moderna se encuentre exenta de los eventos cotidianos. Mientras que la física clásica se valía de certezas, la física moderna se basa en probabilidades. Para su estudio, se divide en: Relatividad y física cuántica.

Teoría de la relatividad:

Formulada por Albert Einstein, revolucionó la cosmovisión y el paradigma científico gobernado, hasta ese entonces, por la física clásica. No solo trajo cambios de conceptos y variables físicas básicas, sino que permitió la construcción y el empleo de diversas herramientas que son fundamentales para la vida humana actual, por ejemplo: Las conexiones inalámbricas, sistemas de rastreo satelital, teléfonos celulares, transmisión global de radio y televisión.

También nos permite dar una explicación adecuada a ciertos fenómenos como: La diferencia diminuta de 45 microsegundos de la hora brindada por relojes satelitales y los de la Tierra, o la precisión que se obtiene de 5 metros en pocos segundos en los sistemas GPS. Está teoría está conformada por dos partes que fueron publicadas en diferentes años:

Relatividad especial:

Publicada en 1905. Sus postulados principales son:

Afirmación de que el suceso de los fenómenos físicos depende del punto de vista del observador. Otro ejemplo, aparte del clásico ejemplo del tren, es: Cuando una persona esta quieta en un punto, otra persona cerca a esta podría afirmar lo mismo, pero un observador del espacio diría que se mueve, debido a que la Tierra realiza el movimiento de rotación y traslación al mismo tiempo y a una determinada velocidad. 

Es por ello que el espacio y el tiempo se deforman dependiendo del punto o sistema de referencia, a través de experimentos se ha confirmado que el tiempo se ralentiza al estar en aviones, trenes o cohetes espaciales. Esta deformación es perceptibles a velocidades cercanas a la luz, pero en eventos cotidianos es casi inapreciable.

La velocidad de luz es una constante y es absoluta en toda dirección y para cualquier sistema de referencia. Por ello los conceptos de espacio y tiempo (considerados absolutos por la física clásica) ahora son relativos y variables para que el valor de la constante permanezca. A mayor rapidez se puede observar que el tiempo se ralentiza y las distancias se acortan. En el caso de que un cuerpo que trate de alcanzar la velocidad de la luz ganaría mucha más masa en el proceso y esto conllevaría a la producción de mucho más trabajo para mantener dicho cuerpo en movimiento, por ello se dice que ningún cuerpo puede alcanzar dicha velocidad.

La famosa fórmula de la equivalencia entre energía y materia. Está fórmula permitió que la humanidad ingrese a la era nuclear. Con esta fórmula se afirma que la masa no es más que una forma concentrada de energía que puede ser liberada y que la materia podría ser transformada en energía y viceversa. La letra “m” expresa en unidades de masa la resistencia de un cuerpo o material al cambio de su velocidad originado por una fuerza externa. Cuanto más grande sea su masa, presentará mayor resistencia.

Es por ello que un cuerpo con poca masa puede producir una gran cantidad de energía, un ejemplo clásico es el de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki en la que se utilizaron 64 kg de uranio-235 y 6.2 kg de plutonio respectivamente. Otro caso es el uso de reactores nucleares que provocan la fisión de átomos para capturar mayor energía liberada, esto es debido a que el núcleo de un átomo concentra más energía que la nube electrónica. O también la obtención de energía por fusión nuclear como fuente de energía alternativa, limpia y eficiente (el sol produce energía por fusión nuclear).

Read More

Física clásica II

Electricidad y magnetismo: 

Electricidad o energía eléctrica: En la física, refiere al conjunto de fenómenos que requieren de la presencia de cargas eléctricas. Esta energía posee muchas aplicaciones en diferentes e importantes aspectos para la vida de las personas (transporte, alumbrado público, etc.) Para su estudio se toman en cuenta conceptos básicos:

Carga eléctrica: Propiedad de ciertas partículas subatómicas que se manifiesta con fuerzas de atracción o repulsión. Sin embargo, todo cuerpo puede ser cargado eléctricamente por 3 procesos: frotamiento, inducción y contacto.

Campo eléctrico: Campo producido por una carga eléctrica estática o en movimiento que a su vez origina una fuerza que influye en otra carga.

Magnetismo: Propiedad de algunos materiales de atraer cuerpos ejerciendo fuerzas de atracción o repulsión. El comportamiento magnético de un cuerpo depende del material con que esté hecho y de su configuración electrónica, esto fortalece la teoría electromagnética, que indica la relación entre electricidad y magnetismo. También presenta conceptos básicos:

Campo magnético: Este se representa mediante líneas del campo magnético o líneas de fuerza cerradas que salen del polo norte y entran en el polo sur de un imán.

Fuerza magnética: Producida por la atracción o repulsión de los polos de un imán. Se representa como un vector perpendicular al vector de la velocidad de la carga y al vector campo magnético.

Principal aporte:

• Charles Agustín Coulomb construyó la balanza de tensión que medía con exactitud las fuerzas entre las cargas eléctricas. También elaboró la ley de Coulomb: La fuerza es el resultado del cociente del producto de dos cargas y una constante y el cuadrado de la distancia entre estas.

Óptica: Analiza las características, propiedades, el comportamiento y la interacción de la luz con el medio. Esta rama posee aplicaciones útiles en la medicina, ingeniería y telecomunicaciones. Estudia los diversos fenómenos que involucran a la luz considerando los mecanismos atómicos y moleculares que la originan. De estos fenómenos, los principales son:

Reflexión: Los rayos de luz chocan con una superficie formando un ángulo de incidencia y regresan al medio del que se originaron formando un ángulo de refracción. Dichos ángulos, trazados tomando como referencia una recta perpendicular a la superficie (fuerza normal), son iguales.

Refracción: Cuando la luz pasa de un medio a otro sufriendo un cambio de rapidez y dirección, es decir, el ángulo de refracción es distinto al de incidencia. Si el medio o material es más denso, los rayos de luz se desplazan a una velocidad menor y el ángulo de refracción es más pequeño.

Difracción: Los rayos de luz se desvían de su punto de origen al encontrar un obstáculo o atravesar un orificio estrecho, así se da la separación de la luz. Esta ya no se concentra en un punto preciso, sino que forma lo que se conoce como disco de Airy.

Aportes:

• Isaac Newton formuló la Teoría Corpuscular de la luz, en la que sostiene que la luz se conformaba por diminutas partículas llamadas corpúsculos que se desplazaban en línea recta, eran tan pequeñas que se desplazaban sin rozamiento por el medio.
• La ley del fenómeno de refracción fue formulada por Johannes Kepler.
• Louis-Victor de Broglie propuso la dualidad onda-partícula de la luz, asegurando que está posee naturaleza corpuscular y ondulatoria. 

Read More

Física clásica I

Sus orígenes y avances se remontan desde la Antigua Grecia con Arquímedes, Ptolomeo y Tales de Mileto; además en el Renacimiento adquiere gran desarrollo. Sin embargo, empieza a alcanzar su máximo apogeo con Isaac Newton. Se divide en: Mecánica, termodinámica, electricidad y magnetismo, y óptica.

Mecánica clásica: Estudia el movimiento de los cuerpos, sus componentes y los factores que lo originan. Está fundamentada en leyes del comportamiento de cuerpos macroscópicos en reposo y a velocidades “pequeñas” en comparación con la velocidad de la luz. Ofrece una descripción cualitativa (concepto y causas) y cuantitativa (cantidad en la que ocurre) del fenómeno. Se subdivide a su vez en:

Mecánica Newtoniana: Es muy útil para analizar fenómenos de la vida cotidiana. Nace con las leyes de Newton (estas excluyen a fenómenos eléctricos o magnéticos). A su vez se ramifica en:

Estática: Estudia el equilibrio mecánico de cuerpos en reposo.

Cinemática: Estudia el movimiento de los cuerpos y sus interacciones con el entorno.

Dinámica: Estudia el movimiento y sus causas (fuerza y energía).

Mecánica de medios continuos: Un medio continuo es una porción de materia que se estudiará a nivel macroscópico por lo que no se considera la discontinuidad de esta misma (espacios vacíos entre las partículas). Investiga el comportamiento de sólidos deformables y de fluidos (líquidos y gases)

Otros aportes:

• Ley de la gravitación universal, derivada de las otras leyes de Newton.
• La teoría heliocéntrica de Copérnico, los planetas del sistema solar giran alrededor del Sol. Esta teoría permitió sentar las bases de la astronomía moderna.
• Las leyes de Kepler, que describen matemáticamente la cinemática de los planetas alrededor del Sol.

Termodinámica: Estudia la transferencia de calor entre cuerpos, la producción de trabajo y la conversión de energía. Sus postulados han sido extraídos de las experiencias cotidianas, siguiendo un método experimental.

Relación entre calor y trabajo: Son dos tipos de energía en transporte. Medidos en unidades joule. La diferencia radica en que el calor se transfiere cuando inicialmente hay diferencia de temperatura entre los cuerpos, mientras que el trabajo se transfiere entre cuerpos que se encuentran influenciados por fuerzas que originan movimiento.

Sistema termodinámico: Conjunto de elementos limitado por fronteras reales o imaginarias que interactúa con un entorno. En caso contrario, se le conoce como sistema termodinámico aislado. Los factores intrínsecos (factores originados en el mismo sistema) que proporcionan un equilibrio, son estudiados por esta rama de la física.

Equilibrio termodinámico: Existe cuando variables como la presión, volumen o temperatura de un sistema se mantienen constantes en un intervalo de tiempo, es decir, no experimentan un cambio espontáneo.

Principal aporte:

• James Prescott Joule corroboró que en un conductor de alta resistencia eléctrica, los electrones de una corriente chocan con los átomos del conductor al adquirir velocidad constante produciendo que parte de la energía cinética de los electrones se convierta el calor, a su vez provocando que aumente la temperatura del conductor. Este calor se traduce como el trabajo de una corriente. Gracias a este efecto, se obtuvo la ley de Joule.

Read More