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 algo parecido 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: durante cualquier proceso la energía total involucrada se mantiene igual de principio a fin. Ahora bien, lo que cambia de un modo irreversible es la distribución de esa energía. La Primera Ley habla de que los trapicheos con la energía no pueden hacerla desaparecer y la Segunda Ley nos advierte de hacia dónde se dirigen 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 sucede, debe ocurrir otra cosa en algún otro punto del universo: el frigorífico enfría los alimentos porque en una central eléctrica lugar se produce energía que se emplea para conseguir ir a la contra del devenir natural del mundo. En definitiva, la Segunda Ley define un sentido en el cual se producen los procesos naturales y con ella podemos decidir cuáles lo son y cuáles no. Si no fuera así, tendríamos problemas para calentar una habitación en un frío invierno, pues el poco calor que contuviera iría hacia 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?

Todos sabemos que el agua al congelarse aumenta de volumen. Con esta observación en mente, cojamos un recipiente con agua a 0º C sobre el que hemos colocado una plataforma, encajada en las paredes del recipiente, que puede moverse arriba y abajo gracias a unos cojinetes. Sobre ella colocamos un peso. Entonces la enfriamos a -10º C. 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 0º C. 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 lo dejo para que el lector lo medite.

3 Comentarios Agrega el tuyo

  1. david dice:

    me la jugare diciendo que es por el rozamiento. Me suena que en clase nos dijeron la respuesta, pero no la recuerdo

  2. Anónimo dice:

    q fuerte lo tuyo…

  3. Rosa dice:

    Felicidades por el artículo. Vaya manera más amena de explicar un poco de Termodinámica, con lo complicada que es la señora…

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