Un mundo sin segunda ley

¿Se imaginan un mundo donde se dan euros a 90 céntimos? Cierto, sería un sitio tan fuera de lugar como hablar de duros y cuatro pesetas…

La Segunda Ley de la Termodinámica, una de las leyes más fundamentales de la física, es la que impide que ocurra. Quien mueve la civilización es el dinero, su intercambio. En la Naturaleza ese papel lo desempeña la energía. El intercambio de energía entre cuerpos, el negocio, se realiza de dos formas: trabajo y calor. Ejemplo del primero son todos los motores; del segundo, caldear una habitación fría.

La Segunda Ley se obtuvo por pura observación de los procesos donde está involucrado el calor. Es la expresión de una disimetría esencial en la naturaleza: los cuerpos calientes se enfrían pero los fríos no se calientan espontáneamente; los vasos se rompen pero ninguno se recompone solo. Todos estos sucesos se ajustan a otra ley fundamental, la Primera Ley de la Termodinámica o Principio de Conservación de la Energía. Aquí la energía total se mantiene igual de principio a fin pero la distribución de esa energía cambiaba de un modo irreversible. La Primera Ley habla de que los trapicheos con la energía no pueden hacerla desaparecer y la Segunda Ley nos advierte de hacia dónde deben dirigirse esos trapicheos.

Si esto no fuera así, si nos pudiésemos saltar a la torera la Segunda Ley, viviríamos en un universo donde no sabríamos si estamos viendo una película al derechas o al revés. Sería un mundo de energía gratis; las compañías eléctricas se irían a la bancarrota. Por ejemplo, no haría falta enchufar el frigorífico. En nuestro mundo normal la energía no pasa de manera natural de un cuerpo frío a otro caliente. Si así pasa, debe ocurrir otra cosa en algún otro punto del universo: el frigorífico enfría los alimentos porque en una central nuclear, térmica o hidroeléctrica lugar se libera energía. En definitiva, la Segunda Ley define un sentido de los procesos naturales y con ella podemos decidir cuales son naturales y cuáles no. Si no fuera así, tendríamos problemas para calentar una habitación, porque el poco calor que contuviera iría a la estufa.

Pero hay una situación más sutil. La Segunda Ley nos asegura que no existe ningún proceso físico cuyo único fin sea la conversión completa de calor en trabajo; siempre se perderá algo de calor. Podemos convertir todo el trabajo en calor (al mover de adelante atrás la mano sobre un trozo de lana, calentamos la mano) pero no podemos convertir todo el calor en trabajo. Si así fuera tendríamos un móvil perpetuo. ¿Cómo? El agua al congelarse aumenta de volumen. Con esta observación en mente, cojamos un recipiente con agua a 0ºC sobre el que hemos colocado una plataforma, encajada en las paredes del recipiente, que puede moverse arriba y abajo gracias a un juego de cojinetes. Sobre ella colocamos un peso. Entonces la enfriamos a -10ºC. Al congelarse, el hielo empujará la plataforma hasta una altura: el agua habrá realizado un trabajo. Ahora retiramos el peso y calentamos el agua hasta alcanzar de nuevo los 0ºC. El agua y el pistón han vuelto a su estado inicial: tenemos un motor de hielo que cumple la ley de conservación de la energía. Sin embargo, todo el calor que se invierte en congelar el agua se convierte en trabajo, violando la Segunda Ley. ¿Por qué no puede funcionar? Eso dejo que el lector lo medite…

3 Comentarios Agrega el tuyo

  1. Rozamiento sobre las paredes del pistón, tanto al congelarse y subir el hielo como al derretirse y bajar.

    EL primer comentario me tiene anonadado: cuánta ambrosía intelectual

  2. Kanario dice:

    Muy Bonito lo del motor de agua, ¿pero de donde sale la energía para calentarlo y enfriarlo? esta energía debe de ser mayor que la que se consigue al subir el pistón.

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