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Teoría cinética de los gases ideales

Cuando nos enfrentamos a describir un sistema físico lo primero es hacerlo usando las variables que denominamos macroscópicas. Éstas son las que podemos medir con nuestros aparatos sin considerar la estructura interna del sistema, es decir, cuando nos da igual que esté compuesto de átomos o moléculas. Algunas variables termodinámicas son la presión, el volumen, la temperatura, etc.  Lo que hace la termodinámica es encontrar relaciones (empíricas) entre estas variables, las cuales serán ciertas tanto si nuestros sistemas están constituidos por átomos o moléculas como si no lo están. De ahí podemos ver por qué Einstein dijo que :

Una teoría física es tanto más grandiosa cuanto mayor es la simplicidad de sus premisas, más diferentes los tipos de cosas que relaciona y más extenso su rango de aplicabilidad.  Por ello, la termodinámica clásica me ha impresionado profundamente y estoy convencido de que es la única teoría física de contenido universal que, dentro del marco de aplicabilidad de sus conceptos básicos, nunca será derrotada…

Pero dado que sabemos que los sistemas están compuestos por átomos y moléculas es lógico intentar deducir las leyes macroscópicas y empíricas de la termodinámica a partir del comportamiento dinámico de sus constituyentes elementales.  Esto es justo lo que hace la mecánica estadística y dentro de ésta vamos a hablar, en esta entrada, de la teoría cinética de los gases.

Así que recordemos, las propiedades macroscópicas observables de un sistema son un fiel reflejo de las características microscópicas del mismo. Conocidas las leyes microscópicas podremos deducir las leyes de la termodinámica.

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Sr Bose, Sr Einstein, un placer estar juntos

Vamos a ponernos serios, vamos a ver si nos enteramos un poco de qué va eso del condensado de Bose-Einstein.

Si nos vamos a la wiki encontramos esta definición nada más empezar:

Bose–Einstein condensate (BEC) is a state of matter of a dilute gas of weakly interactingbosons confined in an external potential and cooled to temperatures very near absolute zero(0 K or −273.15 °C[1]). Under such conditions, a large fraction of the bosons occupy the lowest quantum state of the external potential, at which point quantum effects become apparent on a macroscopic scale.

Traducción:

Un condensado de Bose-Einstein (BEC) es un estado de la materia de un gas diluido de bosones débilmente interactuantes confinados en un potencial externo y enfriados a temperatura muy cercanas al cero absoluto (0 K o -273.15 ºC). Bajo tales condiciones, una gran fracción de los bosones ocupan el menor estado cuántico del potencial externo, en este punto los efectos cuánticos se hacen manifiestos en una escala macroscópica.

Aquí voy a intentar explicar de qué va esto del condensado de una forma más visual.

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Ciclo de Rankine

decíamos ayer…

Fray Luis de León

Cuentos Cuánticos:  Seguimos disfrutando de las entradas de Alonso, hoy con el ciclo de Rankine.  Esperamos que hoy no hayamos copiado nada.
De todas formas:

Libros de Termodinámica donde casi seguro que hablan del ciclo de Rankine:

Libros de termo

Seguro que en los libros de máquinas térmicas también hablan del ciclo este:

Libros de máquinas térmicas

Casi todas las palabras de esta entrada han sido sacadas de:

Sitio de Palabras

Entramos en harina que es lo que importa, este ciclo es fundamental a nivel industrial e ingenieril.  Seguro que aprendemos mucho.

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El ciclo de Carnot

Nota: Esta entrada ha sido acusada de ser un plagio de esta otra:

http://intentandocambiarelmundo.blogspot.com/2011/10/generacion-de-energia-electrica-i.html

 Vamos que no hay por donde cogerlo. Y para una explicación:  Nota aclaratoria del Autor de la entrada: El Ciclo de Carnot

El autor de esta entrada nos habla de cómo la escribió y qué fuentes utilizó. Para acusar de plagio hay que ser un poquito más precioso en la acusación. (Nos hemos asegurado de que en el blog Intentando Cambiar el Mundo no hubiera ninguna entrada del Ciclo de Rankine que es el tema que tratamos en la segunda entrada de este minicurso: Ciclo de Rankine. A saber a quién se lo hemos copiado ahora 😉 ).

Estamos muy contentos de iniciar con esta entrada la colaboración del amigo Alonso con Cuentos Cuánticos.  En sus entradas nos llevará a través de las teorías y las implementaciones prácticas de los procesos de generación de potencia.  Sin duda, la producción eficiente de energía es uno de los grandes problemas de la sociedad así que es genial poder contar con las aportaciones de Alonso.  Vamos a aprender mucho de cómo se gestionan los problemas energéticos desde un punto de vista ingenieril.

En este ciclo que vamos a empezar, y que se convertirá en un minicurso sobre Tecnologías de generación de Potencia, se tratarán estos temas desde el punto de vista teórico, explicando las bases físicas de los procesos de interés en este campo, y su realización práctica como las centrales de vapor, de gas, termosolares, etc. 

Así en esta primera entrada vamos a ver el modelo teórico más básico de máquina térmica, lo que se conoce como el ciclo de Carnot.

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La constante de Boltzmann y la Temperatura

El señor Ludwig Boltzmann

Existe una confusión acerca de los conceptos de calor y trabajo. Nosotros creemos que tal confusión viene motivada por la amalgama de definiciones e ideas axiomáticas y empíricas que se entremezclan cuando a uno le explican termodinámica.

En esta entrada, que será una de las que compondrán un minicurso llamado Reflexiones sobre la termodinámica, vamos a discutir y dar nuestra opinión sobre el carácter de la constante de Boltzmann que está siempre presente en estas cuestiones.  Hemos elegido este tema porque queremos dar los argumentos por los cuales la temperatura es simplemente una medida de la energía (de algún tipo) de un sistema.

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